Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) verdoppelt die Menge an DNA in jedem Zyklus. Zu Beginn sind alle Phosphatgruppen der DNA mit ^32P markiert, welches radioaktiv ist. Wenn jedoch neue DNA-Stränge mit ^31P-Nukleotiden und ^31P-Primern synthetisiert werden, enthalten diese keine radioaktive Markierung. Die Schlüsselfrage ist, wie viele der ursprünglichen, radioaktiv markierten DNA-Moleküle nach 8 Zyklen noch vorhanden sind.
Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) verdoppelt die Menge an DNA in jedem Zyklus. Zu Beginn sind alle Phosphatgruppen der DNA mit ^32P markiert, welches radioaktiv ist. Wenn jedoch neue DNA-Stränge mit ^31P-Nukleotiden und ^31P-Primern synthetisiert werden, enthalten diese keine radioaktive Markierung. Die Schlüsselfrage ist, wie viele der ursprünglichen, radioaktiv markierten DNA-Moleküle nach 8 Zyklen noch vorhanden sind.
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In jedem PCR-Zyklus verdoppelt sich die Menge der DNA. Die Original-DNA-Moleküle mit der radioaktiven ^32P-Markierung dienen als Template. Da jedoch nur ^31P-Nukleotide und ^31P-Primern für die Synthese neuer DNA-Stränge verwendet werden, sind alle neu synthetisierten Stränge nicht radioaktiv markiert.
Nach dem ersten Zyklus hat jedes der ursprünglichen DNA-Moleküle einen neuen, nicht-radioaktiven Komplementärstrang. Dies bedeutet, dass nach einem Zyklus jedes der originalen DNA-Moleküle immer noch radioaktiv markiert ist, aber alle neu synthetisierten Stränge es nicht sind.
Da in jedem folgenden Zyklus die Menge an DNA verdoppelt wird, aber nur die ursprünglichen Stränge die radioaktive Markierung tragen, bleibt die Anzahl der radioaktiv markierten DNA-Moleküle gleich. Die Verdopplung betrifft nur die neuen, nicht-markierten DNA-Moleküle.
Unter Berücksichtigung dieser Überlegungen tragen nach 8 PCR-Zyklen immer noch nur die ursprünglichen zwei DNA-Moleküle eine radioaktive Markierung. Die Anzahl der radioaktiv markierten Moleküle ändert sich nicht, da nur diese ursprünglichen Stränge ^32P enthalten. Deshalb ist die richtige Antwort:
- 2 DNA-Moleküle tragen nach 8 PCR-Zyklen eine radioaktive Markierung.
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B00726
Für die PCR und ähnliche biotechnologische Verfahren ist es wichtig, den Überblick über die verwendeten Materialien und deren Auswirkungen auf das Ergebnis zu behalten. In diesem Fall war das Wissen um die radioaktive Markierung und deren Übertragung auf neue DNA-Stränge entscheidend. Immer daran denken: Die Details machen den Unterschied, also achte auf die spezifischen Reagenzien und deren Eigenschaften, die in einem Experiment verwendet werden.
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