Wie analysiert man DNA

Ich frage mich schon seid längerem, wie man DNA analysieren will?
Die DNA-Helix ist nur wenige Atome breit und ein Atom ist zum Teil nur 100 Picometer breit. Nicht alle aber manche. Die besten Mikroskopie-Aufnahmen hat IBM vor vor einigen Jahren veröffentlicht und zwar das Video, „a boy and his atom“. Dort ist laut IBM ein zweiatomiges Molekül zu sehen, dass Molekül erscheint aber nur als ein Punkt im Video.

A Boy And His Atom: The World's Smallest Movie

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Bei Elektronenmikroskopen muss man die Probe vorher mit einer elektrisch leitfähigen Schicht überziehen, damit die Elektronen auch auf der Probe landen und nicht unkontrolliert durch die Gegend fliegen. Man legt halt Spannung auf die elektrisch leitende Schicht. Die Angaben zur DNA-Helix habe ich aus dem Buch, „Basiswissen Chemie“ vom Pearson-Verlag.

https://www.amazon.de/Basiswissen-Chemie-Allgemeinen-Anorganischen-Organischen/dp/3868942580/ref=sr_1_1?__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&crid=2H96MZVR97CYY&dib=eyJ2IjoiMSJ9.LZ__QVXF8sTpzQcsg0JPRVsp0Cd57hlKVv6_88ftaJHtVfgTPBNxuoMjpiTsWg42-Tv_8C2X6ALmSGIz-KWDAROll8h0Uf7-uMnHWA012qRsutLnjC9ZcnbhzG_LkXWKRrScq4ecpfapuiqllbbhN-QlaMOKtN5aDCUg4Yti-nt8hIFWDUsQSguufqyd18jxx-8ua7HXIaHlh81zgGKdUvK-87fbTUtkyxjo_ljr8l8.6OgR8S4dHgiUOmwdGxYZvDCExeBSjgKIEGjULo8MO78&dib_tag=se&keywords=Basiswissen+Chemie+pearson&qid=1722342741&sprefix=basiswissen+chemie+pearson%2Caps%2C102&sr=8-1

In dem Buch „Campbell-Biologie“ auch vom Pearson-Verlag ist auch eine Zelle abgebildet und man sieht auch einen Zellkern, wo die DNA ihren Platz haben soll.

https://www.amazon.de/Campbell-Biologie-eLearning-Zugang-Biologie-Pearson/dp/3868943668/ref=sr_1_2?__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&crid=3KJCMAMR63T0J&dib=eyJ2IjoiMSJ9.lzw4MYQ4BH4LFFHXLxJH8EOmoUXrEabiWopiMlrHrUWPFWQZ4Ke-gNLlcozBhGOIUQvx7mTIOTGsePBstYSriyXnOFGyEektFWk08l269SI7asm5JtpnwbIEPr0RXhJH8FElCxKiruGR4pNruj9rFIw5YysuKr7y9A3LXNvjqn8ZVDfcfXk6eUJtJQ8FwzISCHVDcJTHNZKgIwBVs9g8bBngRKhKItpNWLC8O7NaEtM.ugMEsU27tcHTymkwP8fk8Dnihw1EEfVwR3fqPB5ZOU8&dib_tag=se&keywords=die+biologie+campbell&qid=1722342530&sprefix=die+biologie+campbell%2Caps%2C88&sr=8-2

Dort wird auch erklärt, dass die DNA zigfach gefaltet sein soll und das man diese erst entfalten muss für analytische Zwecke. Noch mal zum Zellkern, ich halte es für wesentlich logischer die Annahme zu vertreten, dass dieses Nervenzellen sind.
Der Zellkern wird eher eine Art Steuerzentrale für die Zelle oder anders gesehen ein kleines Gehirn sein. Zur Helix frage ich mich halt wie man diese aufnehmen (mikroskopieren) will. Wenn man diese Behauptungen bedenkt, dass es Millionen und Milliarden DNA Bausteine geben soll.
Meine Frage wäre halt, wie soll man die richtigen DNA Bausteine mit einem Elektronenmikroskop oder anderen Geräten finden?
Die Helix soll man dann mit Metall bedampfen und mit einem Elektronenmikroskop aufnehmen oder wie soll ich mir das vorstellen?
Wir reden hier von Nano- und Picometerbereichen und die Mediziner sollen bessere Geräte als IBM haben?
Wie kann das alles sein?

Ich könnte zu dem Thema noch mehr schreiben aber ich warte erst mal auf eure Antworten.

Hier ein kurzweiliger Artikel zur Wissenschaftshistorie:
https://www.zeit.de/wissen/geschichte/2013-04/dna-struktur-entdeckung-crick-watson/komplettansicht

Kurzum: man hat geröntgt und konnte die Struktur erkennen.

Moderne „Analyse“ läuft über PCR, indem man DNA spaltet, liest, kopiert und verfielfältigt:
Wikipedia: Polymerase-Kettenreaktion

Oder worauf willst du hinaus?

Wie will man die Bausteine sichtbar machen, interessiert mich. Die Basen bestehen nur aus einer Handvoll Atomen. Ohne einzelne Atome sichtbar zu machen ist es völlig unmöglich diese zu analysieren! IBM schafft es nicht einzelne Atome sichtbar zu machen. Mit Röntgengeräten kann mal wohl kaum so scharf aufnehmen wie mit Elektronenmikroskopen geschweige normalen Mikroskopen.

Pluto123 schrieb:Mit Röntgengeräten kann mal wohl kaum so scharf aufnehmen wie mit Elektronenmikroskopen geschweige normalen Mikroskopen.

Normales Mikroskop ist am ungeeignetsten weil die Wellenlänge des sichtbaren Lichtes mit 400-800nm deutlich größer ist als die Größe eines Atoms mit 0,1 bis 0,5nm.

Ilian schrieb:worauf willst du hinaus?

Das ist die Frage.

Die Struktur von DNA und allgemein großen Molekülen wie z.B. Proteinen wird entweder mit Röntgen- oder NMR-Spektroskopie aufgeklärt.
Dabei macht man nicht einzelne Atome sichtbar, sondern analysiert die Strahlung die aus dem Molekül nach Anregung zurückkommt. Die Auswertung solcher Spektren ist sehr kompliziert und für Laien nur schwer verständlich. Aber es geht und viele Hunderte von Strukturen werden so jedes Jahr aufgeklärt.

Man kann aber DNA auch mit einem Elektronenmikroskop abbilden.

z.B.


Atomic force microscopy image of a DNA molecule
https://gizmodo.com/highest-resolution-images-of-dna-reveal-its-surprisingl-1846279294



DNA's double-helix structure
https://www.livescience.com/25163-dna-directly-photographed-for-first-time.html

Wo soll der Zellkern im weißen Blutkörperchen sein? Ich hab da noch nie einen gesehen.
Dort wurde die DNA immerhin als erstes entdeckt.

Pluto123 schrieb:Wo soll der Zellkern im weißen Blutkörperchen sein? Ich hab da noch nie einen gesehen.

Hast Du schon einmal richtig nachgeschaut? Wenn ja, wie?

Grüße
Omega Minus

Pluto123 schrieb:Wo soll der Zellkern im weißen Blutkörperchen sein? Ich hab da noch nie einen gesehen.

Das ist ein neutrophiler Granulozyt, einer der weißen Blutkörperchen.
Die in drei Teile segmentierte, dunkel-lilane Struktur ist der Kern der Zelle.


Bildquelle: Wikipedia: Neutrophiler Granulozyt

@Ilian
@OmegaMinus
@stefan33
@behind_eyes

Ein Ängstrom kann man als durchschnittlichen Atomradius ansehen.
Eine Tabelle dazu steht im Buch Basiswissen Chemie vom Pearson Verlag auf Seite 130.

Purin ist 5 Atome breit und 3 Atome hoch und 1 Atom tief.
Dann hätten wir 500 pm x 300 pm x 100 pm und ein Spermium ist 5 bis 60 µm groß.
Das Ganze könnt ihr im Buch Basiswissen Chemie auf Seite 763 nach lesen.

Etwa 3 Milliarden Basenpaare besitzt das menschliche Genom.
https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/daz-az/2001/daz-11-2001/uid-389

Und dann davon 3 Milliarden Purin Derivate in einem 5 bis 60 µm großen Kopf.

5*5*5 µm gleich 125 µm³

500*300*100 pm gleich 15 000 000 pm³ gleich 15 µm³

Packt dann 3 Milliarden Basen in einen Spermienkopf. Es passen keine 10 bis 100 Basen in einen Spermienkopf.

Das ist meine Meinung dazu.

Was haltet ihr davon.

Pluto123 schrieb:500*300*100 pm gleich 15 000 000 pm³ gleich 15 µm³

Also, bei mir ist zwischen pm³ und µm³ ein Faktor von 10^18, nämlich 10^6 pro Dimension.
Ein Quadratklimometer hat auch nicht 1000 Quadratmeter, sondern eine Millionen.

Grüße
Omega Minus

mit der Abkürzung 'e-12' für '*10^-12' hätte man:

einerseits:
500pm * 300pm * 100 pm = 15 000 000 * 1e-12m * 1e-12m * 1e-12m = 15 000 000 * 1e-36m³ = 15e-30m³
andererseits:
15 µm³ = 15 * 1e-6m * 1e-6m * 1e-6m = 15e-18m³.

Du hast Dich um 12 Zehnerpotenzen vertan, jeweils 6 Zehnerpotenzen für die beiden Dimensionen, die Du nicht berücksichtigt hast.

Grüße
Omega Minus

@Pluto123
Hat sich Deine Meinung geändert?
Oder lässt Du Deine Diskussion einfach sterben?

Grüße
Omega Minus