Ein Molekulargewichtsmarker ist ein Molekül, das verwendet wird, um eine Schätzung der Größe von Molekülen bereitzustellen, die einer Gelelektrophorese unterzogen werden. Dies ist eine Technik, bei der DNA, RNA oder Proteine der Größe nach getrennt werden, indem ein elektrischer Strom auf einem Gel verwendet wird. Dieser Begriff sollte nicht mit molekularen Markern in der Genetik verwechselt werden – Bereichen, in denen sich die DNA eines Organismus vom Rest der Population unterscheidet und mit einer DNA-Sonde identifiziert werden kann.
Marker für das Molekulargewicht von Proteinen werden üblicherweise verwendet, wenn Proteine durch Gelelektrophorese getrennt werden. Der Molekulargewichtsmarker ist eine Gruppe von Proteinen mit bekanntem Molekulargewicht, die in der Regel von Biotechnologiefirmen in einem bestimmten Größenbereich angeboten werden. Man wählt den Größenbereich basierend auf den untersuchten Proben. Die Molekulargewichtsmarker werden zusammen geladen und während des Laufs getrennt. Durch Messen der von den Markern und dem interessierenden Protein zurückgelegten Strecke kann man die Größe des experimentellen Proteins bestimmen.
Unterschiedliche Typen von Markern können auf unterschiedliche Weise visualisiert werden. Einige der molekularen Marker sind unmarkiert und werden zusammen mit den restlichen Proteinen im Gel gefärbt. Sie sind nicht sichtbar, bis das gesamte Gel gefärbt ist. Andere Arten von Protein-Molekülmarkern sind mit Farben vorgefärbt, und jede Art von Protein hat eine andere Farbe. Die Trennung ist sichtbar, während das Gel läuft.
Ein Vorteil eines vorgefärbten Molekulargewichtsmarkers ist für Western-Blots. Dies ist eine Technik, bei der die Proteine auf eine Membran übertragen und dann mit Antikörpern gefärbt werden, um ein bestimmtes Protein nachzuweisen. Mit farbigen Markern kann festgestellt werden, ob die Übertragung der Proteine abgeschlossen ist, bevor mit dem Rest des Verfahrens fortgefahren wird.
Molekulargewichtsmarker werden üblicherweise zum Analysieren von DNA auf Gelen verwendet. Häufig werden DNA-Molekularmarker aus dem bakteriellen Virus Lambda hergestellt. Restriktionsenzyme werden von Bakterien hergestellt, um die DNA eindringender Organismen zu verdauen, und das Restriktionsenzym HindIII wird oft verwendet, um die Lambda-DNA abzubauen. Es produziert eine Reihe von unterschiedlich großen, reproduzierbaren Fragmenten, die als DNA-Leiter bekannt sind. Durch Vergleich der von den Standards gelaufenen Distanz auf einer logarithmischen Skala kann man die Größe der zu analysierenden DNA-Fragmente bestimmen.
Dieser DNA-Molekulargewichtsmarker kann verwendet werden, um die Größe von DNA zu analysieren, die während der Isolierung von Genen und in gentechnischen Experimenten produziert wird. Es kann auch während der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) verwendet werden, bei der kleine Mengen an DNA oder RNA amplifiziert werden, um große Produktmengen zu produzieren. PCR-Techniken werden häufig mit Vaterschaftstests und forensischen Wissenschaften in Verbindung gebracht, sind aber auch in der medizinischen und biologischen Grundlagenforschung sehr verbreitet. Für kleinere Produkte, die aus einigen Arten von PCR oder kleinen RNA-Molekülen erzeugt werden, sind spezielle Molekulargewichtsmarker erhältlich.