In der Molekularbiologie das Leben auf Molekularebene erforschen
Die Molekularbiologie erforscht das Leben auf der Ebene der Moleküle und beschäftigt sich mit Proteinen, DNA und RNA. Zellkerne der Lebewesen wie etwa der Menschen besitzen Chromosomen. Ein Chromosom stellt einen langen Strang aus Desoxyribonukleinsäure (DNA) dar, der als Doppelhelix spiralförmig aufgewickelt ist und Gene enthält: Gene kodieren Eiweiße. Die Ribonukleinsäure (RNA) ist der DNA vom Aufbau her ähnlich, liegt aber überwiegend als Einzelstrang vor und gilt als der DNA untergeordneter, genetischer Zwischenspeicher. Proben müssen besonders vor Kontaminationen geschützt werden, weshalb etwa auf Filterspitzen für Pipetten oder auch PCR-Werkbänke nicht verzichtet werden kann.
Notwendiges Labormaterial und erforderliche Laborinstrumente
Die beschriebenen Aufgaben und Vorgänge stellen in den Laboren an die Ausrüstung spezielle Anforderungen. Man findet hier daher
- Bedarf für die Elektrophorese,
- Gestelle und Ständer für die PCR,
- Hybridisierungsinkubatoren,
- zur Lagerung von PCR-Proben spezielle PCR-Boxen,
- PCR-Einmalartikel,
- Photometer,
- zur Probenbearbeitung Probenaufreinigungssäulen,
- als Probenschutz etwa Filterspitzen zum Schutz gegen Kontaminationen,
- Thermocycler, die auf die Temperaturen von PCR optimiert sind,
- Thermogeräte als Blockthermostate oder Mixer für die PCR,
- UV-Crosslinker und
- UV-Dokumentations-Geräte als Aufsätze für Transilluminatoren.
Häufig verwendete Fachbegriffe
Eine Kurzerläuterung der Fachbegriffe erleichtert den Überblick:
PCR, Inkubatoren, Thermogeräte und Photometer
DNA in Reagenzgläsern (in vitro) zu vervielfältigen, ist eine der wichtigsten Methoden in der Molekularbiologie und wird als Polymerase-Kettenreaktion (englische Abkürzung PCR) bezeichnet. Die passenden Umgebungsbedingungen zum Inkubieren schaffen Thermogeräte, während man mit Photometern anschließend die DNA- oder RNA-Konzentrationen messen kann.
Die Elektrophorese
Die
Elektrophorese ist ein Vorgang zur Trennung von Genfragmenten oder Gensequenzen zwecks Analyse, wobei man sich die elektrische Ladung der Teilchen beim Durchwandern eines Trägerstoffes in einem elektrischen Feld zu Nutze macht.
Die Hybridisierung
Wird an einen Einzelstrang DNA oder RNA mittels Hybridisierung ein ähnlicher Strang mit Wasserstoffbrücken erfolgreich angehängt, spricht dies meist für eine strukturelle Verwandtschaft der Nukleinsäuren. Verwendet wird dabei ein
Hybridisierungsinkubator, in dem beispielsweise Hybridisierungsflaschen Platz finden.
UV-Crosslinker
UV-Crosslinker erlauben eine Vernetzung der Moleküle durch die Einwirkung von UV-Licht und dienen entweder der Reparatur von DNA bzw. RNA oder auch deren Fixierung in einem bestimmten Umfeld wie etwa bei Augenoperationen an der Hornhaut.
Transilluminatoren
Als Transilluminatoren werden hintergrundbeleuchtete Glasplatten zur Untersuchung der Moleküle genannt. Aufsatzgeräte erlauben dank spezieller Lichtfrequenzen, unterschiedliche Moleküle zu klassifizieren.
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