9–11 классы: тест «Гель-электрофорез ДНК» с ответами и понятными объяснениями
В гель-электрофорезе сразу видны полосы, поэтому легко сделать поспешный вывод. Центральная идея этой страницы — различать два типа информации: положение полосы связано прежде всего с миграцией и размером фрагмента, а интенсивность полосы может отражать количество окрашенной ДНК при сопоставимых условиях. Эти признаки нельзя подменять друг другом.
Содержание статьи10 разделов
Сравнение двух близких показателей
Дальность миграции
Для линейных фрагментов ДНК в стандартном агарозном геле меньшие фрагменты обычно проходят через поры быстрее и дальше.
Интенсивность полосы
При одинаковом способе окрашивания более яркая полоса обычно означает больше ДНК в этой зоне, но не «больший размер» фрагмента.
| Дорожка | Положение полосы | Яркость |
|---|---|---|
| A | 500 п. о. | средняя |
| B | 900 п. о. | яркая |
| C | 500 п. о. | слабая |
Используйте эти условные данные в нескольких заданиях. Маркер размеров предполагается корректным, а все образцы нанесены и окрашены сопоставимым способом.
Основной тест
Выберите один ответ в каждом задании. После нажатия «Проверить результат» появятся отметка «верно/неверно», правильный вариант и пояснение к каждому вопросу.
Как читать гель без типичной подмены
- Сначала определите направление миграции и сравните полосы с маркером размеров.
- Затем оцените, сколько полос и где они расположены.
- Только после этого обсуждайте яркость, учитывая способ окрашивания и количество нанесённого образца.
Открытые мини-задания без автоматического балла
1. Объясните, почему две одинаково расположенные полосы могут различаться по яркости.
Критерий хорошего ответа: Хороший ответ отделяет размер фрагмента от количества ДНК и упоминает сопоставимость условий окрашивания/нанесения.
2. Что даёт дорожка с DNA ladder?
Критерий хорошего ответа: Укажите, что она содержит фрагменты известных размеров и служит шкалой для оценки длин неизвестных фрагментов.
3. Почему по одной полосе ожидаемого размера нельзя утверждать, что нуклеотидная последовательность полностью верна?
Критерий хорошего ответа: Размер и последовательность — разные характеристики; одинаковую длину могут иметь разные последовательности.
Что повторить по ошибкам
- Ошибки 1–5: заряд, направление и размер
- Ошибки 6–11: чтение полос и дорожек
- Ошибки 12–16: ограничения метода и сравнение с PCR
Возвращайтесь не только к термину, но и к причинной связи: что делает компонент, какой результат ожидается и какой контроль позволяет отличить правильное объяснение от случайного совпадения.
Ключ и объяснения (статический резерв)
- D. Потому что фосфатный остов придаёт ДНК отрицательный заряд
Фосфатные группы сахарофосфатного остова придают ДНК суммарный отрицательный заряд. Поэтому в электрическом поле фрагменты мигрируют к положительному электроду — аноду. - A. Меньший по длине фрагмент
Поры агарозы действуют как молекулярное сито: меньшие линейные фрагменты проходят через сеть легче. Поэтому за одно и то же время они обычно мигрируют дальше, чем более длинные. - C. Содержит фрагменты известных размеров для сравнения
Маркер создаёт шкалу из полос известных длин. Сравнивая положение неизвестной полосы с ladder, можно приблизительно оценить размер фрагмента в парах оснований. - D. При сопоставимых условиях в зоне A, вероятно, больше DNA, а размер полос примерно одинаков
Одинаковое положение относительно маркера указывает на близкий размер фрагментов. Различие яркости при одинаковом окрашивании может отражать различие количества ДНК, но не делает фрагмент длиннее. - C. B длиннее A, несмотря на большую яркость
Размер оценивают по положению полосы относительно маркера, а не по яркости. Поэтому 900 п. о. — более длинный фрагмент, хотя визуально он может содержать больше окрашенной ДНК. - D. Ситовой эффект, из-за которого фрагменты разного размера мигрируют с разной скоростью
Сеть агарозного геля создаёт препятствия для движения молекул. Более крупные фрагменты испытывают большее сопротивление, поэтому разделение по длине становится возможным. - B. Потому что разные последовательности могут иметь одинаковое число пар оснований
Гель-электрофорез разделяет фрагменты прежде всего по размеру и не читает порядок оснований. Два разных фрагмента могут состоять из одинакового количества пар оснований и потому мигрировать сходно. - D. К новому положительному электроду, то есть в противоположном направлении
Направление задаётся электрическим полем, а не ориентацией рисунка. Отрицательно заряженная ДНК движется к положительному электроду, поэтому при смене полярности направление меняется. - A. Чтобы разные пробы формировали отдельные дорожки для сравнения
Отдельные лунки позволяют одновременно разделять несколько образцов и сравнивать их как отдельные дорожки. Если пробы смешать, происхождение полос будет трудно различить. - B. Зона, где накопилось много молекул DNA сходного размера
Видимая полоса образуется множеством молекул, которые мигрировали примерно одинаково. Поэтому полоса отражает группу фрагментов близкой длины, а не одну молекулу. - B. В образце может быть смесь множества длин или деградированная DNA; нужна дополнительная оценка
Размазанный сигнал возникает, когда множество фрагментов разных размеров распределено по дорожке или когда ДНК повреждена. Конкретную причину определяют по контексту опыта и контролям. - A. Они могут уйти слишком далеко и даже выйти из геля
Малые фрагменты мигрируют быстрее, поэтому при избыточном времени могут дойти до края или покинуть гель. Это уменьшит информативность изображения для этих размеров. - C. Размер фрагмента находится приблизительно в этом диапазоне и оценивается по миграции
Положение между известными стандартами позволяет оценить длину приблизительно, а не прочитать её с абсолютной точностью. Электрофорез также не сообщает функцию или точную последовательность фрагмента. - C. Что их нуклеотидные последовательности обязательно идентичны
Одинаковая миграция и яркость не раскрывают порядок нуклеотидов. Для проверки идентичности последовательностей нужны методы, дающие информацию о последовательности, например секвенирование. - A. Она влияет на размер пор и поэтому на то, какие фрагменты лучше разделяются
Изменение концентрации агарозы меняет структуру и размер пор геля. Поэтому лаборатория подбирает концентрацию под ожидаемый диапазон размеров, чтобы получить лучшее разрешение. - B. PCR амплифицирует выбранный участок, а гель разделяет/визуализирует продукты по миграции
PCR увеличивает количество выбранной последовательности с помощью праймеров и полимеразы. Электрофорез не копирует ДНК, а физически разделяет уже имеющиеся фрагменты в электрическом поле.
Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.