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Polski⚡ Gelelektrophorese — Moleküle nach Größe trennen
Geladene DNA-Fragmente wandern unter einem elektrischen Feld durch ein Gelnetz, wobei kleinere Fragmente schneller sind als größere. Nutze die Kalibrierkurve der Leiterbahn, um eine unbekannte Probe live zu bestimmen.
Über diese Simulation
Dieser Simulator animiert einen vertikalen Gellauf: Eine Leiterbahn mit bekannten Fragmentgrößen und eine oder zwei Probenbahnen laden ihre Banden oben in Vertiefungen und wandern nach unten, sobald Spannung angelegt wird. Da das Gelnetz größere Fragmente stärker behindert als kleinere, trennen sich die anfangs gestapelten Banden mit der Zeit auf, geordnet vom kleinsten (schnellsten) zum größten (langsamsten). Das Kalibrierpanel rechts macht daraus ein Messinstrument — es trägt log(Wanderstrecke) gegen log(Fragmentgröße) für die Leiter auf und markiert, wo die Wanderstrecke einer unbekannten Probe auf dieser Linie liegt, um ihre geschätzte Größe genau so abzulesen, wie ein echtes Labor-Gel analysiert wird.
🔬 Was gezeigt wird
Eine mehrspurige Gelansicht mit Vertiefungen oben und der Anode unten, die geladene DNA-Fragmente animiert, während sie sich unter einem Feld nach Größe trennen, zusammen mit einem live berechneten log-log-Kalibrierdiagramm aus den Wanderstrecken der Leiterbahn.
🎮 Bedienung
Drücke Play, um den Lauf zu starten, passe den Spannungsregler an, um alle Banden proportional zu beschleunigen oder zu verlangsamen, und ziehe den Gel-%-Regler, um die Porengröße zu ändern — ein höherer Prozentsatz schärft die Auflösung kleiner Fragmente, verlangsamt aber alles und verstärkt die Größenabhängigkeit. Wechsle zwischen Probenvoreinstellungen, um ein forensisches Panel oder einen PCR-Produkttest gegen die Referenzleiter zu vergleichen.
💡 Wusstest du schon?
Bei einer echten DNA-Leiter wird der Abstand zwischen Referenzbanden so gewählt, dass gängige Probengrößen zwischen zwei bekannten Stufen liegen, was einen zuverlässigen Interpolationsbereich ergibt — genau das zeigt die Kalibrierlinie dieser Simulation, wenn sie die geschätzte Größe eines unbekannten Fragments markiert.
Häufig gestellte Fragen
Was verändern die Regler für Spannung und Gel-% in diesem Modell wirklich?
Die Spannung skaliert die Wanderungsgeschwindigkeit für jede Bande proportional — eine Verdopplung verdoppelt in etwa, wie weit jedes Fragment in derselben Zeit wandert. Der Gel-%-Wert teilt die Gesamtgeschwindigkeit (höhere % laufen langsamer) und erhöht zudem den Siebexponenten, der bestimmt, wie steil die Wanderstrecke mit der Fragmentgröße abfällt, was die Auflösung zwischen ähnlich großen kleinen Fragmenten verbessert.
Wie wird die Kalibrierkurve rechts berechnet?
Die bekannten Fragmentgrößen der Leiter und ihre aktuellen Wanderstrecken werden als log(Größe) gegen log(Strecke) aufgetragen. Da das zugrunde liegende Wanderungsmodell einem Potenzgesetz folgt, liegen diese Punkte auf einer geraden Linie; die Wanderstrecke der unbekannten Probe wird auf derselben Linie lokalisiert und auf eine geschätzte Größe zurückgeführt.
Warum hat die Leiterbahn gleichmäßig verteilte bekannte Größen?
Die Verteilung der Referenzfragmente über den erwarteten Größenbereich (hier 100 bp bis 5000 bp) stellt sicher, dass die Wanderstrecke jeder unbekannten Probe zwischen zwei Kalibrierpunkten liegt, sodass ihre Größe durch Interpolation statt durch Raten weit außerhalb des bekannten Bereichs geschätzt werden kann.
Was bedeutet „die Größe des Unbekannten ablesen“ in der Praxis?
Sobald die unbekannte Bande eine messbare Strecke zurückgelegt hat, wird diese Strecke auf der Kalibrierlinie der Leiter lokalisiert und in eine Größenschätzung umgerechnet — angezeigt im Statistikpanel neben der tatsächlichen Größe des Fragments, damit du siehst, wie genau die Methode dem wahren Wert folgt.
Warum verbessert eine Erhöhung des Gel-% die Auflösung, verlangsamt aber alles?
Ein dichteres Gel hat kleinere, zahlreichere Poren, die jedes Fragment zu einem gewundeneren Weg zwingen — dies verstärkt den Geschwindigkeitsunterschied zwischen ähnlich großen Fragmenten (bessere Auflösung), verringert aber auch die durchschnittliche Geschwindigkeit aller Fragmente (langsamere Läufe).
Ist die Wanderstrecke in der Realität exakt proportional zur Zeit?
In diesem vereinfachten Modell skaliert die Strecke linear mit der verstrichenen Zeit, sobald das Feld eingeschaltet ist. Reale Elektrophorese nähert sich dem für ein festes Feld und Gel recht gut an, obwohl Effekte wie Joulesche Erwärmung und erschöpfter Puffer bei sehr langen Läufen die Mobilität allmählich verändern können.