Forsøk: ekstrahere DNA fra jordbær

 

Forsøk: Ekstrahere DNA fra jordbær

Introduksjon:

DNA er en forkortelse for deoksyribonukleinsyre. DNA finner vi i cellekjernen, og er arvestoffet som har to grunnleggende funksjoner: 1. Det bestemmer cellens egenskaper ved at det dirigerer oppbygningen av alle proteiner. 2. Det overfører disse egenskapen som arveanlegg til cellens avkom når cellen deler seg. DNA ser ut som en stige som er vridd som en spiral, denne formen kalles for dobbelhelix. DNA molekylet er bygd opp av nukleotider.  Hvert nukleotid er satt sammen av sukkeret deoksyribose, og molekylet fosfat som ligger annenhver gang i stigebeinet. I tillegg inneholder nukleotidet  en av nitrogenbasene/nukleinsyrene: Adenin(A), Tymin(T), Guanin(G) og Cytosin(C). Nitrogenbasen A binder seg alltid til T, og G binder seg alltid til C, de er altså komplimentere. Mellom nitrogenbasene er det en bindingstype som er svakere enn bindingene mellom atomene i et molekyl. Denne bindingen kalles for hydrogenbinding. Det er to hydrogenbindinger mellom A og T, og tre hydrogenbindinger mellom C og G. Hydrogenbindingene er svake bindinger, fordi de kan brytes uten at DNA molekylet ellers bryter sammen. Dette gjør at DNA molekylet lett kan deles i to på langs for å kopiere seg, og dette er en viktig prosess både i proteinsyntesen og i celledeling.

Tre nitrogenbaser på den ene siden av DNA molekylet utgjør en triplett, som koder for en bestemt aminosyre. En serie med tripletter i DNA molekylet gir til sammen oppskriften på et protein, som igjen utgjør et gen. Så et gen inneholder oppskriften på et protein. Dette kodesystemet kalles for den genetiske koden. Den genetiske koden fungerer fordi  man ser at ribosomet må kunne lese av et kondon (tre nukleotider som er tre MRNA baser)  for å gi nok kombinasjonsmuligheter for de 20 aminosyrene i kroppen vår. (Et kondon(tre baser) og fire nitrogenbaser (A,T,C,G) gir 64 kondoner= 64 aminosyrer, mens to baser gir kun 16 kodoner=16 aminosyrer, som er for lite. Dermed må det leses av akkurat tre nitrogenbaser for å lage 20 aminosyrer)

Kromosomer blir dannet for å holde orden på de 46 DNA trådene i hver celle. Hvert kromosom består av DNA molekylet, pluss bestemte proteiner (histoner). DNAet blir viklet opp til et stavformet kromosom før cellen skal dele seg. Videre i celledelingen kopieres DNAet (replikeres). Derfor vil hvert kromosom når det nærmer seg celledeling bestå av to identiske dobbelthelikser, som er festet sammen i et punkt (sentromeren). Når kromosomene så kondenserer seg («kveiler seg opp» rett før celledelingen, og blir synlige), har de en x-form. I hver kroppscelle har vi 46 kromosomer, hvor halvparten kommer fra mor og den andre halvparten fra far. To og to kromosomer er omtrent like, og danner et par. Så vi har 23 kromosompar i hvert celle. Kjønnskromosomene våre har bare 23 kromosomer, fordi de skal smelte sammen med et annet individ og få 46 kromosomer.

Jeg har nå redegjort hva DNA er, hvorfor det er viktig og hvordan DNA molekylet er bygget opp. I tillegg har jeg forklart sammenheng mellom DNA og kromosom. Dette er viktig bakgrunnsstoff for dette forsøket, fordi jeg videre skal skille ut DNA fra cellekjernene i jordbærene.

Metode:

Utstyr:

  • To begerglass
  • En plastpose
  • Fem jordbær
  • Vann
  • En klype salt
  • En spiseskje Zalo
  • En glasstav
  • Et kaffefilter
  • To spiseskjeer med kald isopropanol

 

Oppskrift:

  1. Ta vekk de grønne bladene fra jordbærene
  2. Fyll plastposen med jordbærene og litt vann.
  3. Mos innholdet i posen.
  4. Lag en bufferløsning ved å blande en spiseskje med Zalo og en klype salt i et begerglass. Rør løsningen med en glasstav. Hell i fire spiseskje med vann i løsningen og bland igjen.
  5. Hell jordbærløsningen inn i begerglasset sammen med bufferløsningen.
  6. Legg et kaffefilter i et begerglass, og start med å filtrere blandingen ved å helle litt av litt om gangen.
  7. La blandingen trekke gjennom, det kan ta noen minutter.
  8. Tilsett to spiseskjeer kald isopropanol i blandingen.
  9. Rør blandingen i ca. ett minutt.
  10. Trekk opp glasstavet. Hva ser du?

Resultat

Vi fikk ikke sett DNA. Vi skulle i utgangspunktet få sett en slimklump, som skulle inneholde DNA tråder fra jordbærene som hadde tvinnet seg rundt hverandre, og blitt til en stor tråd.ekstrahere-dna-fra-jordbaer

Figur 1: Slik så det ferdige resultatet ut.

Diskusjon

Faglig forklaring:

  • Vi lagde en buffer for at blandingen skulle holde samme PH verdi konstant i en oppløsning selv om det ble tilsatt en ny syre eller base i blandingen.
  • Da vi moste blandingen var det for å ødelegge celleveggene som omgikk i alle cellene i jordbærene, slik at all innholdet kunne komme ut og vi kunne få tak i DNAet.
  • Zaloen hadde vi i fordi den løste opp fett, som igjen løste opp cellemembranene.
  • Saltet fikk proteinene i cellene til å klumpe seg sammen
  • Den kalde Isopropanolen hadde vi i for å skille DNA molekylene fra vannmolekylene i blandingen. Når DNA molekylene ikke var omgitt av vann lenger, fikk saltet proteinene i cellene, altså DNAet, til å klumpe seg sammen. Da skulle vi ha fått sett DNA tråder som hadde blitt ti en slags slimklump, følge med glasstaven, men vi så dessverre ingenting i vår glasstav. Så vi studerte en annen gruppes glasstav hvor slimklumpen var synlig.

 

Selv om DNA-tråder er veldig lange er de fryktelig tynne. Dette arvematerialet er veldig smått, men siden det i dette forsøket samlet seg til tusenvis av slike DNA- tråder, kunne vi se dem som en slimklump. Når kromosomene ikke deles, ligger de som ”løse tråder” i cellekjernen. En kan tenke på kromosomene som garn som blir nøstet opp hver gang cellen skal dele seg.  DNA trådene som vi faktisk kunne se i dette forsøket, noe som ellers kun er mulig i elektronmikroskop, var mulig å se fordi det var så mange av dem. Alle trådene inneholder et DNA molekyl som har samme oppbygging og funksjon. I tillegg har de samme formen som de ville ha hatt før celledeling eller før proteinsyntesen, altså de ville ha blitt kopiert til to identiske dobbelhelikser.

 

Tanker om videre arbeid:

Forskere bruker ekstrahert DNA til å diagnostisere og evt. behandle ulike genetiske sykdommer. DNAet som vi altså fikk kunne brukes til å forske videre på, vi kunne ha studert DNA trådene og evt. sett forskjellene på de ulike DNA trådene. Isolert DNA fra jordbærene kan også brukes innen genteknologi, hvor man endrer DNAet til en organisme mye raskere enn ved tradisjonell avl. Vi kan for eksempel bruke DNA fra jordbær til å genmodifisere andre planter for å få frem de ønskede egenskapene. For å få til dette kan vi først overføre DNAet (et ønsket gen) fra jordbærene til et annet organisme ved hjelp av virus eller ved plasmidene i en bakterie, fordi virus og bakterier har evnen til å trenge inn i og infisere celler.  Viruset/bakterien fungerer som en vektor (bærer) tar med seg de ønskete DNAet inn i cellene. De virusene eller bakteriene som blir brukt, er uskadeliggjort slik at de ikke lenger kan føre til sykdom. En annen måte DNAet kan overføres kan være ved mikroinjeksjon. Da blir DNAet sprøytet inn i mottakercellen. Da kunne vi for eksempel ha overført egenskapen som bedre smak til en tomat.

 

DNA trådene kan vi også bruke ved kloning. Kloning er å skape mange, helt like kopier av et gen, en celle eller en organisme. En slik samling av like kopier, som har nøyaktig samme arvestoff, kalles en klon.  De er identiske med opphavet og hverandre. Siden vi denne sammenhengen har løse DNA tråder kunne vi da ha klonet gener, og det kunne vi for eksempel ha gjort gjennom bakterier. Kloning av gener oppnås ved å overføre et gen fra et eukaryot celle, slik som en plantecelle til en prokaryot celle som en bakteriecelle. Siden prokaryotes celler vokser raskt, vil det kunne gi oss mange kopier av genet på kort tid.  Det starter med at genet fra et av DNA trådene og plasmidet fra bakterien som er et sirkulær dobbelhelix med DNA og gener kuttes med et restriksjonsenzym. Et nytt enzym sørger for at genet blir koblet inn på plasmidet. Bakterien vokser og deler seg. Resultatet er mange bakterier som alle inneholder kopier av det samme genet fra DNAet i jordbærene. Dette genet gjør at bakteriene kan begynne å produsere et nytt protein. Proteinet kan være interessant i seg selv, hvis det er en medisinsk forbindelse eller det kan føre til dannelse av andre nyttige forbindelser. Så vi kan bruke DNA trådene fra jordbærene til flere ulike ting videre etter dette forsøket.

 

Feilkilder

Som jeg tidligere har nevnt så var feilkilden i dette forsøket at gruppa vår ikke fikk sett DNA trådene. Det kan være flere grunner til hvorfor vi ikke fikk resultatene vi skulle ha fått. Vi kan ha tatt i lite mengde av de ulike elementene i bufferløsningen, eller så kan det være at vår gruppe fikk fem jordbær istedenfor seks , slik som de andre gruppene hadde. Et annet mulig begrunnelse kan være at den kalde Isopropanolen ikke skilte DNA molekylene fra vannmolekylene i blandingen. Isopropanolen virket dermed ikke vanntiltrekkende. Grunnen til det kan være at isopropanolen ikke var kald nok, dermed ble DNAet løst i alkoholen, istedenfor å felle ut. Dette er mulige feilkilder som ga oss ingen resultater. En annen mulig feilkilde kan være at vi blandet for hardt i blandingen, og dermed ble det større trykk i blandingen som gjorde at isopropanolen eller bufferløsningen ikke virket som de skulle.

 

Litteraturliste:

 

 

Les også: Hvordan skrive en forsøksrapport

Del artikkelenShare on FacebookTweet about this on TwitterPrint this pageEmail this to someone