Es ist kurze DNA oder RNA mit einer "Taschenlampe". Wenn es das richtige Fragment in der von uns analysierten DNA findet, leuchtet die "Taschenlampe" auf.

Bei der Suche nach Genmutationen, der Diagnose von Infektionen (einschließlich einer neuen Coronavirus-Infektion), der Identifizierung ist es wichtig, eine bestimmte DNA-Sequenz in der Probe zu finden. Und es ist gut, seine Menge in etwas umzuwandeln, das mit physikalischen Mitteln messbar ist - zum Beispiel im Licht.

Dafür verwenden wir molekulare Baken.

Ein solcher Leuchtturm ist eine etwa 25 Lachgasbasen lange Kette von DNA oder RNA. Sein durchschnittlicher Teil, etwa 15 Basen, ist komplementär zu der Sequenz, die wir suchen. Aber die 5-Nukleotidenden sind gegenseitig komplementär, so dass sie in Ermangelung der von uns gesuchten Sequenz zu einer Schleife zusammenkleben.

An einem Ende der Kette ist der "Leuchtturm" chemisch mit einem Molekül Fluoreszenzfarbstoff zusammengenäht. In der Beleuchtung leuchtet sie mit einer bestimmten Farbe, die leicht zu messen ist. Aber am anderen Ende des Fluoreszenzfarbstoffmoleküls wird es aufgenäht. Solange der Leuchtturm in einer Schleife zusammengeklebt ist, befindet sich der Feuerlöscher in der Nähe des glühenden Farbstoffs. Wie aufregend das Licht auch sein mag, der Leuchtturm wird nicht zurückscheinen.

Aber wenn der Leuchtturm die richtige DNA-Sequenz findet, öffnet sich sein mittlerer Teil und klebt daran, wodurch die Schleife begradigt wird. In diesem Fall entfernt sich das Löschmolekül von dem leuchtenden Farbstoff, und die Fluoreszenz erscheint. Das Ergebnis ist sehr einfach: Je mehr DNA in der Probe, desto heller das Licht. Dies erlaubt uns, die DNA in der interessierenden Probe quantitativ zu messen. Dies ist die Grundlage für die Echtzeit-PCR-Technologie, mit der wir nach Mutationen, Infektionen und menschlichen Unterschieden suchen.