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)
• Ethidiumbromide of SafeStain (veilige alternatief)
• UV-transilluminator (of blauw-licht visualisator bij SafeStain)
• 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 (SafeStain: 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, SafeStain 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.