Leerdoelen
•Je kunt een gelelektroforese aflezen.
•Je kunt verklaren hoe je met behulp van een fingerprint een mutant kunt opsporen.
•Je kunt genetische kennis combineren met DNA-fingerprinting en kansberekeningen.
Wat zijn restrictie-enzymen?
Restrictie-enzymen kunnen DNA op specifieke sequenties knippen, welke uniek zijn voor elk enzym. Deze knipsels worden niet zomaar gemaakt, maar volgen een patroon dat 'sticky ends' achterlaat, wat essentieel is voor DNA-fingerprinting. Hieronder wordt een voorbeeld getoond van een restrictie-enzym dat knipt tussen ‘AA‘ in de herkenningssequentie ’AAGCTT’.
De kracht van elektroforese
Wanneer we stukken DNA met een restrictie-enzym knippen kunnen we deze detecteren met behulp van gelelektroforese. DNA-moleculen zijn negatief geladen (vanwege de fosfaatgroep), dus als we ze in een gel plaatsen en een elektrische stroom toepassen, bewegen ze richting de positieve pool. De snelheid waarmee ze bewegen hangt af van hun grootte: kleinere stukjes bewegen sneller dan grotere.
Deze methode stelt ons in staat om de verschillende DNA-fragmenten te scheiden en te identificeren op basis van lengte. Zo kunnen we bijvoorbeeld zien of specifieke genetische markers of mutaties aanwezig zijn.
Het opmerken van mutaties
Stel, we willen weten of een bepaald gen gemuteerd is. Als een restrictie-enzym het gezonde allel knipt in drie stukjes, maar een mutatie voorkomt dat hetzelfde enzym het gemuteerde allel kan knippen, dan eindigen we met verschillende patronen na gelelektroforese. Gezonde allelen tonen drie banden, terwijl gemuteerde allelen minder banden laten zien.
DNA fingerprinting en STR-gebieden
DNA fingerprinting maakt gebruik van STR (Short Tandem Repeats) gebieden, dit zijn loci met herhaalde DNA-sequenties op chromosomen. Deze gebieden variëren van persoon tot persoon, wat DNA fingerprinting ongelooflijk nuttig maakt voor identificatiedoeleinden.
Je erft voor elke STR-locus één allel van je vader en één van je moeder. Zo kun je een allel met 14 herhalingen van je vader erven en een allel met 4 herhalingen van je moeder. Hierdoor ontstaat een unieke DNA-fingerprint. Deze kennis kan ook worden toegepast bij kansberekening. Elke ouder heeft namelijk twee allelen voor elk gen. De kans dat het kind 1 van die twee allelen overerft, is dus 1/2.
Let er op dat de kans op een specifieke combinatie van allelen wordt berekend door de individuele kansen met elkaar te vermenigvuldigen. Daarnaast is het zo dat als je de kans moet berekenen dat bijvoorbeeld een tweede kind hetzelfde genotype krijgt als het eerste kind, dat alleen een kansberekening telt voor het tweede kind, omdat de eerste als het ware de code ‘bepaalt’.
