DNA-Hybridisierung – Biologie, Definition und Ablauf einfach erklärt

Lerne, wie DNA-Hybridisierung die Verwandtschaft zwischen Organismen aufdeckt. Von DNA-DNA- bis DNA-RNA-Hybriden, entdecke, wie diese Technik in der PCR und Genanalyse angewendet wird. Interessiert? Dies und vieles mehr findest du im folgenden Text!

Inhaltsverzeichnis zum Thema DNA-Hybridisierung

Das Quiz zum Thema: DNA-Hybridisierung

Wofür dient die DNA-Hybridisierung?

Frage 1 von 5

Was versteht man unter Denaturierung bei der DNA-Hybridisierung?

Frage 2 von 5

Warum ist die Schmelztemperatur der Hybrid-DNA wichtig?

Frage 3 von 5

Was sind die Schritte bei der DNA-Hybridisierung?

Frage 4 von 5

In welchen Bereichen wird die DNA-Hybridisierung angewendet?

Frage 5 von 5

DNA-Hybridisierung im Überblick

  • In der Genetik spielt die DNA-Hybridisierung eine besondere Rolle. Die DNA-Hybridisierung ist ein wichtiges Tool zum Verständnis der Evolution. Ein Vergleich der DNA-Hybride gibt Aufschluss über den Verwandtschaftsgrad zwischen verschiedenen Organismen.
  • Unterschieden wird zwischen DNA-DNA-Hybridisierung und DNA-RNA-Hybridisierung.
  • EIne wichtige Technik, bei der die DNA-Hybridisierung genutzt wird, ist die Polymerase-Kettenreaktion (PCR).
Dna Hybridisierung: Lernvideo

Quelle sofatutor.com

Wofür dient die DNA-Hybridisierung?

Die DNA-Hybridisierung ist eine molekulare Technik, um beispielsweise den Grad von Verwandtschaftsverhältnissen herauszufinden. Aufschluss gibt die DNA-Hybridisierung beispielsweise beim Verwandtschaftsgrad zwischen den Menschen und den Affen (Schimpanse). Je höher die Schmelztemperatur der Hybrid-DNA, desto höher ist der Verwandtschaftsgrad.

Weitere Verfahren zur Analyse der Verwandtschaftsgrade ist die Erstellung eines Cytochrom-C-Stammbaums (Vergleich der Aminosäuresequenz) oder der Serum-Präzipitintest (Vergleich von Serumproteinen). Vor- und Nachteile der verschiedenen Techniken zur Ermittlung der Verwandtschaftsgrade im Vergleich zur DNA-Hybridisierung müssen abgewogen werden.

Mittels DNA-Sonden können auch bestimmte Genabschnitte in einem Gemisch herausgefiltert werden. Das Prinzip der Gensonden besteht darin, dass kurze, einzelsträngige DNA-Sequenzen hergestellt werden, die komplementär zu einer gesuchten DNA-Sequenz sind. Dadurch können beispielsweise Erbkrankheiten wie die Sichelzellanämie detektiert werden.

DNA-Hybridisierung – Schritte

Allgemein versteht man unter Hybridisierung die Paarung einzelner komplementärer DNA-Stränge verschiedener Herkunft zu einer doppelsträngigen Nukleinsäure. Je besser die Basenpaare der beiden Stränge zueinander passen, umso mehr Wasserstoffbrückenbindungen werden zwischen den einzelnen Strängen ausgebildet und umso stabiler ist die Hybrid-DNA. Bei der DNA-Hybridisierung entstehen daher unterschiedliche Schmelzkurven. Auch Hybridisierungen zwischen DNA- und RNA-Strängen sind möglich.

Schauen wir uns die einzelnen Schritte bei der DNA-Hybridisierung näher an. Sie unterteilen sich in Denaturierung, Renaturierung und Erhitzen der Hybrid-DNA. In der folgenden Tabelle sind die einzelnen Schritte erklärt.

Schritte der DNA-Hybridisierung
Denaturierung Die doppelsträngige DNA wird auf eine Temperatur von 90 °C erhitzt, die Wasserstoffbrückenbindungen werden gelöst und es entstehen zwei DNA-Einzelstränge.
Renaturierung Die Probe wird abgekühlt und zwei passende Einzelstränge lagern sich wieder aneinander. Stammen die Einzelstränge von verschiedenen Proben bezeichnet man sie als Hybrid, es gibt DNA-DNA-Hybride oder DNA-RNA-Hybride
Erhitzen der Hybrid-DNA wichtig bei Verwandtschaftsanalysen zur Ermittlung der neuen Basenpaarungen

Die DNA-Hybridisierung wird auch in der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) zur Vervielfältigung bestimmter DNA-Abschnitte beispielsweise in der Kriminalistik, zur DNA-Sequenzierung oder bei der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung(FISH)-Technik zur Untersuchung von Chromosomenaberrationen angewendet. Aber auch in Kombination mit anderen molekularbiologischen Techniken wie dem Southern-Blot-Verfahren findet die DNA-Hybridisierung Verwendung.

Häufig gestellte Fragen zum Thema DNA-Hybridisierung

Eine DNA-Hybridisierung findet nur statt, wenn sich entsprechende komplementäre Basenpaare finden.

Das ist abhängig von der Anzahl komplementärer Basenpaare. Je mehr Basenpaare übereinstimmen, desto stabiler ist das DNA-Hybrid und umso höher ist die Schmelzkurve.

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