Practicum: Gel-elektroforese – DNA-vingerafdruk – Biologie Klas 5 VWO

In dit examenpracticum voor klas 5 vwo voer je een agarose gel-elektroforese uit om DNA-fragmenten te scheiden op basis van grootte. Je maakt een DNA-vingerafdruk (fingerprint) en koppelt dit aan forensische toepassingen, RFLP en genetische variatie.

Leerdoel

Na dit practicum kun je het principe van gel-elektroforese uitleggen (scheiding op grootte en lading), een standaardladder gebruiken om fragmentgrootten te bepalen, RFLP beschrijven als methode voor individuele identificatie, en de betekenis van genetische variatie voor forensisch DNA-onderzoek uitleggen.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VWO klas 5 | Vak: Biologie | Domein: M8 – Selectie: DNA, mutatie, recombinatie; F1/F2 – Evolutie (CE)

Benodigdheden

• Agarose gel-elektroforese-apparaat (met voedingsbron)
• Agarosegel (1%), TAE-buffer
• Vooraf gedigeste DNA-monsters (gesimuleerd: 3 verdachten + 1 delictspoor, kleurstof-gesimuleerd)
• DNA-laddermarker (100–3000 bp)
• Veilige DNA-gelkleurstof (niet CMR-geclassificeerd, geschikt voor blauwlichtvisualisatie)
• UV-transilluminator (of blauwlichtvisualisator bij een veilige gelkleurstof)
• Micropipetten (5–20 μL) en tips

Achtergrondinformatie

DNA is negatief geladen (fosfaatgroepen). In een elektrisch veld migreren DNA-fragmenten naar de positieve pool. In agarose beweegt kleiner DNA sneller dan groot DNA — scheiding op basis van fragmentgrootte. RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism): restrictie-enzymen knippen DNA op specifieke plaatsen die per persoon variëren — elke persoon geeft een uniek fragmentpatroon (DNA-vingerafdruk).

Werkwijze

1. Giet de 1% agarosegel in de gietmal. Laat stollen (15 min).
2. Breng de gel in het elektroforese-apparaat. Vul met TAE-buffer.
3. Laad de wells: well 1 = DNA-ladder; well 2 = delictspoor; wells 3–5 = verdachten A, B, C.
4. Stel spanning in op 100 V. Laat 30–40 minuten lopen.
5. Kleur de gel met de veilige gelkleurstof (volg de aanwijzing op de verpakking, meestal 20 min weken). Visualiseer onder UV of blauw licht.
6. Maak een foto. Meet de migratieafstanden. Bepaal de fragmentgroottes (log-lineaire kalibratie).

Resultaatschema (gesimuleerd)

Verwerkingsvragen

1. Verklaar waarom kleinere DNA-fragmenten verder migreren in de gel.
2. Delictspoor heeft banden op 300, 800 en 1500 bp. Verdachte B: 300, 800 en 1500 bp. Verdachte A: 300, 1200 en 2000 bp. Wie is de waarschijnlijke dader?
3. Waarom is een DNA-vingerafdruk uniek per individu (uitzonderingen: eeneiige tweelingen)?

Uitwerking

V1: Agarose vormt een poriënnetwerk. Kleine fragmenten kunnen gemakkelijker door de poriën bewegen dan grote. Bij gelijke looptijd leggen kleine fragmenten meer weg af — ze lopen verder van de wells af.

V2: Verdachte B heeft hetzelfde bandpatroon (300, 800, 1500 bp) als het delictspoor. Verdachte B is de waarschijnlijke dader.

V3: Het menselijk genoom bevat honderden Short Tandem Repeats (STRs) die in aantal sterk per individu variëren. De combinatie van varianten op meerdere loci is statistisch uniek (kans op toevallige overeenkomst: <1 op 10 miljard). Eeneiige tweelingen hebben identiek DNA — hun vingerafdrukken zijn gelijk.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert agarose gel-elektroforese-apparaten, micropipetten, veilige gelkleurstoffen en UV- transilluminatoren voor DNA-practika in het voortgezet biologieonderwijs.

Bekijk het assortiment voor biologie of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.