Der Southern Blot ist eine Technik, die verwendet wird, um DNA in einer Probe nachzuweisen und zu bestimmen, wie viel DNA vorhanden ist. Dieses Verfahren ist nach Edwin Southern benannt, einem britischen Biologen, der in den 1970er Jahren Pionierarbeit leistete. Die Southern-Blot-Analyse verwendet Gelelektrophorese, um DNA-Fragmente in einer Probe zu trennen, und verwendet dann Sonden, um interessierende DNA-Sequenzen nachzuweisen.
Southern-Blotting beginnt mit einer DNA-Probe, die aus Zellen extrahiert wurde. Die DNA wird mit Restriktionsenzymen behandelt, die die Nukleinsäure in Fragmente unterschiedlicher Größe spalten. Als nächstes wird die DNA einer denaturierenden Agarosegelelektrophorese unterzogen. Dieser Prozess trennt die Fragmente in Einzelstränge, gleichzeitig werden sie auch nach Größe getrennt.
Der nächste Schritt im Southern Blot besteht darin, die getrennten DNA-Fragmente auf ein Blatt aus Nylon oder Nitrozellulose zu übertragen, das die Fragmente unbeweglich hält. Anschließend wird das Blatt mit einer Hybridisierungssonde aus einzelsträngiger DNA inkubiert. Die Sequenz der Sonde ist so gestaltet, dass sie an die DNA-Sequenz bindet, die das Experiment nachzuweisen versucht. Jedes Sondenfragment bindet an seine komplementäre DNA-Sequenz, wenn es in der Probe vorhanden ist, um einen Abschnitt doppelsträngiger DNA zu bilden. Die Sonde ist mit einem radioaktiven Isotop oder mit einem Enzym markiert. Mehrere Sonden können in demselben Experiment verwendet werden.
Wenn die Inkubation abgeschlossen ist, besteht der letzte Schritt im Southern-Blot-Verfahren darin, Stellen aufzudecken, an denen die Sonde an komplementäre DNA gebunden hat. Wenn die Sonde mit einem radioaktiven Isotop markiert wurde, erfolgt dies durch die Verwendung von Röntgenstrahlen, um Stellen zu erkennen, an denen die Sonde an Proben-DNA-Fragmente hybridisiert hat. Bei Verwendung eines Enzyms wird eine weitere Inkubation durchgeführt. Das zu diesem Zweck verwendete Enzym ist eines, das ein farbiges Produkt produziert, wenn es mit seinem Substrat reagiert, so dass der Southern-Blot durch Zugabe von Substrat vervollständigt wird, um Stellen aufzudecken, an denen Sonden-DNA an Proben-DNA gebunden hat.
Southern Blots sind aus einer Vielzahl von Gründen nützlich. Die einfachste Anwendung der Technik besteht darin, eine Sonde zu verwenden, um DNA-Sequenzen zu identifizieren, die von Interesse sind oder für andere Verwendungen isoliert werden müssen. Southern-Blotting wird auch verwendet, um zu bestimmen, wie viele Kopien einer bestimmten Sequenz in einer Probe vorhanden sind. Dies ist möglich, weil ein stärkeres radioaktives oder enzymatisches Signal erzeugt wird, wenn mehr Kopien einer Sequenz vorhanden und an Sonden gebunden sind.
Eine weitere übliche Anwendung der Technik ist die genetische Manipulation von Bakterien und anderen Mikroorganismen. In diesem Fall wird bakterielle DNA sondiert, um zu bestimmen, ob fremde DNA erfolgreich in die Bakterien eingeführt wurde. Southern-Blotting ist auch die Grundlage für die Restriktionsfragmentlängen-Polymorphismus-Technik.