imported>Saehrimnir: /* Prinzip */ BKL Fix

2025-07-30T14:30:41Z

Prinzip: BKL Fix

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[[Datei:Berlin Naturkundemuseum DNA.jpg|mini|hochkant=0.5|DNA-[[Fluoreszenz]] unter UV-Licht]]
Die '''DNA-Reinigung''' (auch ''DNA-Präparation, DNA-Isolierung'') beschreibt die Trennung von [[DNA]] aus einem [[Gemisch]] oder einer [[Lösung (Chemie)|Lösung]], die mehrere Biomoleküle enthält.

== Prinzip ==
Die Reinigung von DNA kann durch verschiedene Methoden erreicht werden, die auch miteinander kombiniert werden können. Die DNA-Reinigung kann durch Anwendung unterschiedlicher Reinigungsmethoden erfolgen, deren [[Effektivität]] (die sinnvolle Aufeinanderfolge) und deren [[Pareto-Optimum|Effizienz]] (der Reinigungsgrad), mit analytischen Methoden verfolgt und quantifiziert wird. Bei der Wahl der Methoden wird nach der Kettenlänge und der Lokalisation inner- oder außerhalb der Zelle zwischen [[genom]]ischer DNA, [[Plastid]]en-[[Plastiden-DNA|DNA]], [[Plasmid]]en und viraler DNA unterschieden.

[[Gewebe (Biologie)|Gewebe]] werden gelegentlich vor einem [[Zellaufschluss]] mechanisch ([[Standmixer]]) oder enzymatisch ([[Proteinase K]]) zerkleinert. Bei der Elektrophorese und der Chromatographie muss eine Probe nach einem Zellaufschluss zunächst [[Filtration (Trennverfahren)|filtriert]] oder [[Zentrifugation|zentrifugiert]] werden, da die Apparate durch die gröberen Bruchstücke verstopfen können. Zur Inaktivierung von [[Nuklease]]n werden meistens [[Ethylendiamintetraessigsäure|EDTA]] oder andere [[Chelator]]en hinzugegeben und es wird zügig bei 4 °C gearbeitet, z. B. mit [[TE-Puffer]] und Reaktionsgefäßen im Eisbad.

== Eigenschaften der DNA ==
DNA besitzt aufgrund des Phosphoriboserückgrates negative Ladungen proportional zu ihrer Kettenlänge und ist aufgrund ihrer relativ hohen [[molare Masse|molaren Masse]] in saurer wässriger Umgebung unlöslich, da die Phosphatgruppen mit Protonen abgesättigt werden und sich in Folge die [[Hydrathülle]] und somit die [[Löslichkeit]] verkleinert. Ebenso ist DNA in unpolarer Umgebung ([[organisches Lösungsmittel]]) aufgrund der verkleinerten Hydrathülle und der niedrigeren Löslichkeit unlöslich. Aufgrund der ähnlichen Eigenschaften der RNA ähneln die Methoden zur [[RNA-Isolierung|RNA-Reinigung]] denen der DNA-Reinigung.

Im Vergleich zu intrazellulären Proteinen besitzt DNA eine deutlich höhere Molmasse, eine höhere [[Dichte]] und keine positiven Ladungen am Phosphoriboserückgrat. Aufgrund der [[Konjugierte Doppelbindung|konjugierten Doppelbindungen]] in den [[Nukleinbase]]n absorbiert DNA [[ultraviolettes Licht]] bei einer [[Wellenlänge]] von 260 nm, was zur [[Photometrie|photometrischen]] Quantifizierung eingesetzt wird. Dadurch können die Reinigungsfaktoren bestimmt werden. Eine [[Extinktion (Optik)|Extinktion]] von 1 einer gereinigten DNA-Lösung entspricht bei doppelsträngiger DNA einer [[Konzentration (Chemie)|Konzentration]] von 50 Mikrogramm pro Milliliter, bei einzelsträngiger DNA oder RNA entspricht dies 40 Mikrogramm pro Milliliter und bei einzelsträngigen [[Oligonukleotid]]en 20 Mikrogramm pro Milliliter.

== Färbung ==
DNA kann durch verschiedene Färbemethoden sichtbar gemacht werden. Als Farbstoffe und Verfahren werden z. B. [[Methylenblau]], [[Stains-all]] oder die [[Silberfärbung]] eingesetzt. [[Fluoreszenzfarbstoff]]e sind z. B. [[4′,6-Diamidin-2-phenylindol]], [[Bisbenzimide]] wie [[Hoechst 33342]] oder [[Phenanthridin]]e wie [[Acridinorange]], [[Ethidiumbromid]], [[Propidiumiodid]], [[Chinaldin]],<ref>{{Literatur |Autor=Wen-You Li, Kun Miao, Hui-Ling Wu, Xi-Wen He, Hong Liang |Titel=The Fluorescent Reaction Between Quinaldine Red and Nucleic Acids and its Application to Fluorescent Assay of DNA and RNA |Sammelwerk=[[Microchimica Acta]] |Band=143 |Nummer=1 |Verlag= |Datum=2003 |Seiten=33–37 |DOI=10.1007/s00604-003-0032-2}}</ref> ''Gel Red'' oder ''Gel Green''. Weitere DNA-bindende Moleküle sind z. B. [[Spermin]], [[Spermidin]], [[Polyethylenimin]], [[Pentamidin]]e und [[Lexitropsine]] und [[DNA-bindendes Protein|DNA-bindende Proteine]].

== Trennverfahren ==
[[Datei:GPC Trennung Cartoon.gif|mini|hochkant=0.5|In der SEC eluieren große Partikel wie DNA und [[Polysaccharide]] vor Kleinen (z. B. [[Proteine]], [[Metabolit]]en)]]

=== DNA-Extraktion ===
{{Hauptartikel|DNA-Extraktion}}
Eine Serie aus Extraktionen und Fällungen ist vermutlich das meistverwendete Verfahren.

=== Chromatographie ===
DNA kann durch [[Größenausschlusschromatographie]] (SEC) anhand ihres [[Hydrodynamischer Radius|hydrodynamischen Volumens]] getrennt werden. Ebenso kann DNA durch [[Anionenaustauschchromatographie]] separiert werden.

=== Sedimentation ===
[[Datei:DNA purification.jpg|mini|hochkant=0.5|Fluoreszenz von DNA mit [[Ethidiumbromid]] im Cäsiumchlorid-Gradienten]]
Durch [[Dichtegradientenzentrifugation]] in einem [[Cäsiumchlorid]]-Gradienten kann DNA aufgrund ihrer [[Sedimentationskonstante]] getrennt werden.

Durch [[Pulldown-Assay]]s wie der [[Chromatin-Immunpräzipitation]] werden DNA-Moleküle anhand ihrer [[Affinität (Biochemie)|Affinität]] an eine Matrix [[Adsorption|adsorbiert]] und anhand der Eigenschaften der Matrix isoliert.

=== Elektrophorese ===
Die DNA kann nach einer anderen vorangehenden Reinigung per [[Agarose-Gelelektrophorese]] oder per [[Kapillarelektrophorese]] nach ihrer [[Elektrische Ladung|elektrischen Ladung]] und ihrem hydrodynamischen Volumen aufgetrennt werden, welche beide von der Kettenlänge und somit von der Molmasse abhängen.

=== Filtration ===
Bei einer Serie von einer [[Mikrofiltration]] und mehreren [[Ultrafiltration]]en werden Proben ebenfalls nach ihrem hydrodynamischen Volumen getrennt.

== Quantifizierung ==
{{Hauptartikel|DNA-Extraktion#Quantifizierung|titel1=„Quantifizierung“ im Artikel DNA-Extraktion}}
DNA kann per Photometrie oder per [[QPCR]] quantifiziert werden.

== Literatur ==
* [[Friedrich Lottspeich]], Haralabos Zorbas: ''Bioanalytik''. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1998, ISBN 978-3-8274-0041-3.
* Cornel Mülhardt: [[Der Experimentator]]: ''Molekularbiologie/Genomics.'' Sechste Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2008, ISBN 3-8274-2036-9.
* [[Joseph Sambrook|J. Sambrook]], [[Thomas Maniatis|T. Maniatis]], D. W. Russel: ''Molecular cloning: a laboratory manual.'' 3rd edition (2001), [[Cold Spring Harbor Laboratory]] Press. ISBN 0-87969-577-3.

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:DNAReinigung}}
[[Kategorie:Molekularbiologie]]
[[Kategorie:Nukleinsäure-Methode]]
[[Kategorie:Biochemisches Trennverfahren]]

DNA-Reinigung - Versionsgeschichte

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