Practicum: Gel-elektroforese – DNA-analyse – Biologie Klas 5 HAVO

In dit examenpracticum voor klas 5 HAVO voer je agarosegel-elektroforese uit op DNA-fragmenten en interpreteer je de resultaten voor genetisch profilering. Je koppelt het principe aan forensisch onderzoek, vaderschapstests en erfelijke aandoeningen.

Leerdoel

Na dit practicum kun je het principe van gel-elektroforese uitleggen (scheiding op grootte en lading), een DNA-ladderstandaard gebruiken om fragmentgrootten te bepalen, een bandpatroon interpreteren voor vaderschapstest of forensisch profiel, en de stap van restrictie-enzymen beschrijven die voorafgaat aan elektroforese (RFLP).

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO klas 5 (examenjaar) | Vak: Biologie | Domein: M (Molecuul- en celniveau) | Gel-elektroforese, DNA-fragment, agarose, DNA-ladder, RFLP, forensisch, restrictie-enzym

Benodigdheden

• Gel-elektroforese-apparaat (schoolversie) of simulatiekit
• Agarosegel (1%), elektroforesebuffer (TAE)
• Gesimuleerde DNA-monsters (gekleurde oplossingen als stand-in) of schoolset DNA-fragmenten
• DNA-ladder (standaard, bijv. 100–3000 bp)
• Ethidiumbromide-surrogaat (veilige kleurstof, bijv. GelRed) of Coomassie-blauw-simulant
• UV-lamp of witlichttafel voor visualisatie

Achtergrondinformatie

DNA is negatief geladen (fosfaatgroepen). In een elektrisch veld migreert DNA van negatieve naar positieve pool. Kleinere fragmenten bewegen sneller door de gelmatrix → scheiding op grootte. Agarosegel: porotische matrix; grotere porieën voor grootschalig DNA (>10 kb), kleinere porieën voor kleine fragmenten. Ladder: mengsel van bekende fragmentgroottes — dient als referentie. RFLP: restrictie-enzymen snijden DNA op vaste sequenties → polymorfisme in snijpatronen → individueel DNA-profiel.

Werkwijze

1. Giet de agarosegel in de mal en laat stollen (15–20 min). Verwijder de kam.
2. Breng 10 μL van elk monster + ladder in de putjes. Voeg ladingsbuffer toe.
3. Stel elektroforese in op 100 V gedurende 30–40 min. Let op: DNA loopt naar de positieve pool (rood).
4. Kleur de gel (ethidiumbromide-surrogaat, 15 min). Visualiseer onder UV of witlicht.
5. Meet de migratie-afstand van elk band. Maak een standaardcurve (log fragmentgrootte vs. afstand).

Gegevenstabel (gesimuleerd, gegeven)

Verwerkingsvragen

1. Lees de fragmentgroottes af van het slachtoffer en verdachte B. Komen ze overeen? Wie is de waarschijnlijke dader?
2. Kind X heeft banden van 1500 bp en 1000 bp. De moeder heeft 1500 bp en 500 bp. Heeft de vermoedelijke vader (1000 bp en 2000 bp) het kind kunnen verwekken? Verklaar.
3. Verklaar waarom kleinere DNA-fragmenten sneller door de gel migreren.

Uitwerking

V1: Slachtoffer: migratie 2,3 en 4,8 cm → fragmenten ≈ 1500 bp en 500 bp. Verdachte B: eveneens migratie 2,3 en 4,8 → dezelfde fragmenten (1500 bp en 500 bp). Verdachte A heeft andere banden (2000 bp, 1000 bp). Conclusie: het DNA-profiel van verdachte B komt overeen met het sporenprofiel van de slachtoffer → verdachte B is de waarschijnlijke dader.

V2: Kind X: 1500 bp (van moeder) + 1000 bp (moet van vader komen). Vermoedelijke vader: heeft banden 1000 bp en 2000 bp. Hij kan het 1000 bp-fragment doorgeven. Conclusie: ja, het vaderschap is niet uitgesloten — het 1000 bp-allel past bij het kind. (Definitieve bevestiging vereist meerdere loci.)

V3: De agarosegel heeft een netwerk van poriën. Kleinere DNA-moleculen bewegen gemakkelijker door de poriën (minder weerstand). Grotere moleculen worden meer geremd door de gelmatrix. Resultaat: grotere fragmenten blijven dichterbij het startpunt, kleinere migreren verder.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert gel-elektroforese-apparaten, agarosegel, DNA-ladders, veilige kleuringsreagenten en voedingen voor DNA-analysepraktika in het voortgezet biologieonderwijs.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

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