Analytik Arbeitsblatt DNA-Chip - Swiss Nano Cube
Analytik Arbeitsblatt DNA-Chip - Swiss Nano Cube
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<strong>Nano</strong>medizin-Modul/<strong>Analytik</strong>/<strong>Arbeitsblatt</strong> 1<br />
<strong>DNA</strong>-<strong>Chip</strong>s zur Untersuchung der Genexpression<br />
(Quelle: www.schule-bw.de/unterricht/faecher/biologie/material/zelle/dna1/index.html)<br />
Bei <strong>DNA</strong>-<strong>Chip</strong>s zur Untersuchung der Genexpression ist die Oberfläche in ein<br />
Punktraster unterteilt, jeder Punkt enthält die definierte Variante eines einsträngigen<br />
<strong>DNA</strong>-Moleküls (z. B. eines Gens) in der Grössenordnung eines längeren Oligonucleotids.<br />
Die zu untersuchenden Proben (in unserem Fall Normal- und<br />
Tumorgewebe) werden mit einem Fluoreszenz-Farbstoff markiert und auf den <strong>Chip</strong><br />
aufgebracht. Die <strong>DNA</strong> der Probe paart sich nun genau mit der komplementären<br />
<strong>DNA</strong>-Sequenz auf dem Punktraster, der mitgebundene Fluoreszenz-Farbstoff<br />
hinterlässt ein Signal. Mit der Kenntnis der <strong>DNA</strong>-Sequenz auf dem Punktraster kann<br />
man die Proben-<strong>DNA</strong> zuordnen.<br />
Microarray mit<br />
<strong>DNA</strong>-Spots vor der<br />
Hybridisierung<br />
Microarray nach der<br />
Hybridisierung mit<br />
Proben. Die Genexpression<br />
zeigt sich<br />
im entstehenden<br />
Farbmuster<br />
Aufgabe:<br />
Wie misst man Unterschiede in der Genexpression von Tumor- und Normalgewebe?<br />
Als Vorbereitung wird zuerst ein <strong>DNA</strong>-<strong>Chip</strong> mit allen bekannten menschlichen<br />
Genen hergestellt. Dann wird aus Normal- und Tumorgewebeproben jeweils die<br />
gesamte mRNA (messenger RNA) isoliert.<br />
Exemplarisch betrachten wir das weitere Vorgehen für Ausschnitte aus jeweils 3<br />
RNA-Stücken. Ergänzen Sie jeweils die fehlenden Informationen (nächste Seite).<br />
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<strong>Nano</strong>medizin-Modul/<strong>Analytik</strong>/<strong>Arbeitsblatt</strong> 1<br />
RNA aus Normalgewebe<br />
RNA aus Tumorgewebe<br />
1. Schritt: Herstellung von<br />
fluoreszenzmarkierter c<strong>DNA</strong> aus<br />
der RNA<br />
grün fluoreszierender<br />
Farbstoff<br />
rot fluoreszierender<br />
Farbstoff<br />
2. Schritt: Aufbringen der<br />
beiden markierten c<strong>DNA</strong>s auf<br />
den <strong>Chip</strong> und Abwaschen der<br />
überschüssigen c<strong>DNA</strong><br />
So sieht ein Ausschnitt aus<br />
dem <strong>Chip</strong> jetzt aus.<br />
Ergänzen Sie die fehlenden<br />
c<strong>DNA</strong> Stücke.<br />
3. Schritt: Auswertung.<br />
Auslesen der Signale mit<br />
Fluoreszenz Scanner<br />
Anregung des grün Anregung des rot Verrechnung der<br />
fluoreszierenden fluoreszierenden beiden Bilder<br />
Farbstoffs mit Farbstoffs mit (rot + grün = gelb)<br />
einem Laser einem Laser<br />
Kennzeichnen Sie jeweils die<br />
fluoreszierenden Stellen auf dem<br />
<strong>Chip</strong> farbig.<br />
Welche Schlüsse über die Genexpression in den beiden Gewebetypen lassen<br />
sich aus diesem Ereignis ziehen?<br />
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