PCR und genetischer Fingerabdruck

PCR und genetischer Fingerabdruck

• Die PCR (Polymerase-Kettenreaktion) vervielfältigt DNA – aus wenigen Molekülen werden in zwei Stunden Milliarden. Ohne sie gäbe es weder Kriminaltechnik noch Vaterschaftstest noch Corona-Test.
• Drei Schritte im Kreislauf: Erhitzen auf 95 °C trennt die Stränge · Abkühlen auf etwa 55 °C lässt kurze Startstücke (Primer) anlagern · 72 °C – die Polymerase baut den Gegenstrang. Jeder Durchgang verdoppelt die Menge; nach 30 Zyklen ist sie etwa milliardenfach.
• Das Enzym stammt aus einem Bakterium heißer Quellen (Thermus aquaticus). Nur deshalb übersteht es die 95 °C – ein normales Enzym würde zerstört.
• Der genetische Fingerabdruck nutzt nicht die Gene, sondern Bereiche dazwischen, in denen kurze Abschnitte unterschiedlich oft wiederholt sind. Die Zahl der Wiederholungen ist von Mensch zu Mensch verschieden.
• Prüft man 10 bis 16 solcher Stellen, ist die Wahrscheinlichkeit einer zufälligen Übereinstimmung kleiner als eins zu einer Milliarde – außer bei eineiigen Zwillingen, die nicht zu unterscheiden sind.
• Datenschutz gehört dazu: DNA-Daten sind besonders schützenswert. Wer sie erheben darf und wie lange sie gespeichert werden, ist gesetzlich eng geregelt.

1. Nenne die drei Schritte eines PCR-Zyklus.
   Lösung

   Erhitzen (Trennen), Abkühlen (Primer anlagern), Verlängern bei 72 °C.
2. Warum braucht man ein hitzestabiles Enzym?
   Lösung

   Weil in jedem Zyklus auf 95 °C erhitzt wird.
3. Bei wem versagt der genetische Fingerabdruck?
   Lösung

   Bei eineiigen Zwillingen.

1. Rechnet aus, wie viele DNA-Moleküle nach 20 und nach 30 Zyklen aus einem einzigen entstehen.