Molekularbiologische Methoden

Molekularbiologische Methoden werden in der molekularbiologischen sowie in der biologischen und medizinischen Forschung angewandt, haben aber mittlerweile auch Einzug gehalten in der Kriminalistik und vielen anderen Bereiche des täglichen Lebens. Sie dienen der Aufschlüsselung des Erbguts des Menschen und verschiedener biologischer Modellorganismen und deren Regulation bzw. Expression. Auf der anderen Seite tragen sie dazu bei, die Rolle der vom Genom codierten Proteine im Stoffwechsel und in Entwicklungsvorgängen zu verstehen, wobei sich aktuell das Hauptaugenmerk auf deren vielseitige Interaktionen richtet. Im Verlauf der letzten Jahre kristallisierte sich in den molekularen Biowissenschaften die Forschungsstrategie der "Systembiologie" heraus. Neben den klassischen Methoden der Molekularbiologie, wie z. B. PCR und Gelelektrophorese, werden zunehmend sogenannte "Hochdurchsatzmethoden" wie Microarrays und Massenspektrometrie verwendet, um möglichst genau möglichst viel Informationen über den Stoffwechsel in einer Zelle zu erhalten. Da die generierten Daten Gigabytes an Informationen umfassen, hielt in den letzten Jahren zunehmend die Anwendung Bioninformatischer Software Einzug in die Biowissenschaften. Bioinformatische Software stellt sich der Herausforderung, Rohdaten für Biowissenschaftler zu strukturieren oder in Internetdatenbanken abzulegen. Ziel ist es letztlich, alle Stoffwechselabläufe zu verstehen und gezielt beeinflussen zu können, indem man das Modell einer "gläsernen Zelle" erzeugt.

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Liste molekularbiologischer Methoden

Genomik

• Plasmidpräparation
• Agarose-Gelelektrophorese
• Klonierung
• Southern Blot
• Polymerase-Kettenreaktion (PCR)
• Reverse Transkription (RT-PCR, RACE-PCR)
• Mutagenese (Directed Evolution)
• Sequenzierung (Whole Genome Shotgun Sequencing und Ordered Genome Shotgun Sequencing)
• Gentransfer (Transformation, Konjugation, Transduktion, Transfektion)
• Gene knockdown / knockout (Gen-Silencing, Knockout-Maus)
• in-situ Hybridisierung (Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH))
• Chromatographieverfahren (Ionenaustauschchromatographie, HPLC, Kapillarelektrophorese etc.)

Transkriptomik

• in-situ Hybridisierung (Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH))
• Reverse Transkription (RT-PCR, RACE-PCR)
• Real time PCR
• Northern Blot
• Microarrays/Biochips
• Electrophoretic Mobility Shift Assay (EMSA)
• Serial Analysis of Gene Expression (SAGE)

Proteomik

• Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA) (ELISPOT)
• Immunpräzipitation
• Polyacrylamid-Gelelektrophorese (SDS-PAGE, Nativ-Gelelektrophorese, Isoelektrische Fokussierung)
• 2D-Gelelektrophorese
• Western Blot
• Massenspektrometrie (MALDI-TOF, MS/MS, ESI-MS)
• Hefe-Zwei-Hybrid-System (Y2H)
• Fluoreszenzmikroskopie
• Proteinbindungstudien mit Rasterkraftmikroskopie
• Konfokale Laserscan-Mikroskopie
• Strukturbestimmung durch Kernspinresonanzspektroskopie (2D-NMR) und Kristallstrukturanalyse
• Protein-Chip

Metabolomik

• Massenspektrometrie (besonders ESI-MS)
• Chromatographieverfahren (HPLC, etc.)
• Kernspinresonanzspektroskopie (1D-NMR)

Sowie diverse Chromatographieverfahren zur Reinigung von Biomolekülen. Zum Beispiel: (Ionenaustauschchromatographie, Affinitätschromatografie, Gelfiltration, Reversed-Phase-Chromatographie.