Uundværligt mikrobiologisk grej i biologiske thrillers

Opdateret: mar. 18

Med den danske sommer bag dig, er du forhåbentlig klar til at lade hverdagen få tag i dig igen.

Men jeg håber, du stadig har tid til at læse bøger og få ny inspiration.

Når Jacob Detlev er i gang med at opklare udspekulerede biologiske terrorangreb, gør han brug af forskelligt mikrobiologisk grej, som kan være mere eller mindre avanceret.

Her får du en kort og nok lidt nørded gennemgang af de mest anvendte værktøjer, hvis der skulle sidde nogen, som gerne ville vide lidt mere om teknikken bag værktøjerne.

Det er selvfølgelig slet ikke nødvendig viden for at kunne følge Jacob Detlevs spændende og uhyggelige arbejde med opklaring af biologisk terror.

PCR-maskinen:

PCR står for Polymerase Chain Reaction og er mikrobiologens kopimaskine.

Hvis retsmedicineren eller biologen har fundet en lille mængde DNA på gerningsstedet, kan han sætte prøven i PCR-maskinen, hvorefter den kopierer den DNA, der er, så der bliver flere identiske kopier.

DNA består af to strenge, som passer sammen, som en lynlås. I alt er der fire baser på strengen, som passer sammen parvis, så basen adenin passer med basen thymin, mens basen cytosin passer med guanin.

Det betyder, at når man har den ene streng, så kan man altid gendanne den anden, da baserne kun kan sidde på en måde.

Ved hurtig opvarmning skilles de to strenge ad, og ved hjælp af enzymet DNA-polymerase sættes nye baser på i PCR-maskinen, så parrene og dobbeltstrengen gendannes.

En enkelt dobbeltstrenget DNA-kæde bliver ved én PCR-cyklus på den måde til to dobbeltstrengede DNA-kæder, som ved gentagelse bliver til fire, og så til otte og så fremdeles.

Hvis der køres tilstrækkelig mange cyklusser, så ender biologen op med at have en stor mængde identiske DNA-kæder, som derefter kan analyseres i detaljer. Læs videre for at finde ud af, hvad resultaterne kan bruges til.

PCR-maskine

Gel-elektroforese:

Når den DNA, som den oprindelige prøve indeholdte, er kopieret i en tilstrækkelig mængde, kan mikrobiologen analysere resultatet ved hjælp af gel-elektroforese. Her skæres DNA’et i stykker med et enzym, som skærer helt bestemte steder på arvematerialet. Det svarer til, at man tager en side med tekst og klipper alle sætninger ud, som er afsluttet med et punktum.

Derefter lader man stumperne vandre gennem en gel ved hjælp af strøm, hvor små stykker vil vandre hurtigt, mens store stykker vandrer langsomt.

Resultatet bliver en gel med en masse bånd, der hver svarer til et stykke DNA. Hvis det kommer fra samme person, og er skåret med samme enzym, vil båndene ligge samme sted på gelen, når man sammenligner de to prøver. Det svarer til, at to identiske tekststykker er klippet ved samme punktummer. Hvis teksterne er forskellige, vil der også være forskellig længde på sætningerne.

Det betyder, at når retsmedicineren finder et DNA-spor på et gerningssted, så kopieres DNA’en i PCR-maskinen, og bagefter køres prøven på en gel sammen med DNA fra den mistænkte.

Hvis båndene ligger samme sted på gelen, har man fat i den rigtige gerningsmand.

Alle personer vil have deres eget unikke mønster på gelen, selv enæggede tvillinger er en lille smule forskellige i forhold til hinanden.

Figur der viser de forskellige bånd, som kunne komme på en gel, samt en graf, der viser, sammenhængen mellem DNA’et størrelse og den længde, det vandrer i gelen. (Mckenzielower [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]; https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gel_Electrophoresis.svg)

Kromatografi:

Hvis biologen ønsker at undersøge sammensætningen af en prøve, kan kromatografi bruges. Her sendes en opløsning af stoffet, enten i gasform eller væskeform, igennem en søjle af et ikke-reaktivt materiale.

Her bliver det udnyttet, at opløsningens bestanddele bruger forskellig tid på at vandre igennem søjlen. Ved gaskromatografi brænder man den gas af, som har vandret igennem søjlen. Kromatografen registrerer hvor lang tid, det har taget at vandre igennem søjlen, og viser mængden af en specifik bestanddel, der er brændt af. Hvis man kender profilen af de forskellige bestanddele, kan det identificeres, hvilke specifikke bestanddele, der har været i prøven.

Ved væskekromatografi opløses prøven i en væske, som tilsættes søjlen i den ene ende. Efterhånden som væsken med prøven vandrer igennem søjlen, opsamles den for analyse med f.eks. gel-elektroforese. Som med gassen, vandrer forskellige bestanddele med forskellig hastighed.

Kromatografi er et meget benyttet værktøj i mikrobiologien, udvikling af lægemidler samt ved analyse af ukendte stoffer.

En graf, som viser indholdet af en prøve over tid. Toppen viser mængden af stof i prøven. (Lukke [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]; https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hplc-perfume-chromatogram.png)

CRISPR:

CRISPR er mikrobiologens saks. Med den kan man klippe sekvenser ud af generne, og disse kan enten slettes helt, eller erstattes af nye sekvenser.

Det betyder, at det er muligt at sætte sekvenser med forskellige egenskaber ind i genomet, så organismen får andre egenskaber end de oprindelige.

Den sekvens, der sættes ind, kan være fra en helt anden organisme, og dermed kan man i mennesket sætte gener fra dyr ind, eller man kan sætte et sygdomsfremkaldende gen fra en virus ind i en bakterie eller omvendt. På den måde kan man skabe helt nye og farlige smittebærere.

Tilsvarende kan man også sætte gener ind, som beskytter mod specifikke sygdomme eller udskifte defekte gener med raske - og dermed bruge teknikken til at helbrede sygdomme.

CRISPR set med kunstneriske øjne. (National Human Genome Research Institute (NHGRI) from Bethesda, MD, USA [CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)]; https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CRISPR-Cas9_Editing_of_the_Genome_(26453307604).jpg)

Det var lidt om de forskellige værktøjer, som Jacob Detlev gør brug af, når han arbejder som videnskabsmand. Nogen af teknikerne bliver brugt i min kommende Jacob Detlev thriller ’Døden fra Syrien’, mens andre først bliver præsenteret i de kommende bøger.


Følg min blog her, og hvis du vil være sikker på, at du får besked, når en ny blog bliver lagt ud, så gå ind på Facebook og ’like’ min side https://www.facebook.com/ThomasCKrohn/ og brug også gerne lidt tid på at udforske min hjemmeside www.thomasckrohn.dk

9 visninger

Thomas C. Krohn, tkr@familien-krohn.dk, +45 2965 4864

  • Facebook Social Icon
  • Instagram Social Icon

© 2020 af Thomas C. Krohn