Liste over de mest almindeligt anvendte radioaktive isotoper i molekylærbiologien radioisotop | halveringstid | strålingstype | maksimal strålingsenergi (MeV)* | anvendelse i molekylærbiologien |
tritium (3H) | 12,35 år | elektron (β) | 0,019 | nukleotider |
| | | | aminosyrer |
| | | | organiske stoffer |
| | | | uorganiske stoffer |
kulstof 14 | 5730 år | elektron (β) | 0,156 | nukleotider |
| | | | aminosyrer |
| | | | organiske stoffer |
fosfor 32 | 14,3 dage | elektron (β) | 1,709 | nukleotider |
| | | | uorganiske stoffer |
fosfor 33 | 25,5 dage | elektron (β) | 0,248 | nukleotider |
| | | | uorganiske stoffer |
svovl 35 | 87,5 dage | elektron (β) | 0,167 | aminosyren methionin |
| | | | aminosyren cystein |
| | | | nukleotider |
jod 125 | 60 dage | gamma (γ) | 0,035 | protein |
*MeV=106 elektronvolt |
Molekyler, som indeholder atomer med flere forskellige isotoper, især radioaktive isotoper, har fundet stor anvendelse til at klarlægge biokemiske og molekylærbiologiske processer og følge stoffers omsætning i levende celler eller i hele organismen. Det har især drejet sig om brugen af de ikke-radioaktive tunge isotoper deuterium (2H), tungt kvælstof (15N) og tung ilt (18O) samt de radioaktive isotoper tritium (3H), kulstof (14C), fosfor (32P og 33P) og svovl (35S), der alle udsender betapartikler af varierende energi, samt om isotoper af jod (fx 125I og 131I), der udsender gammastråling.
Ved at tilsætte radioaktivt kuldioxid (14CO2) til kulturer af belyste cyanobakterier blev det fra omkring 1945 muligt at følge trin i fotosyntesen, og primærproduktionsmåling vha. kulstof-14 er meget anvendt. Levende celler kan optage radioaktivt fosfat (32PO43-) og indbygger det først i nukleotider og derpå i DNA og RNA. Ved at tilføre levende celler aminosyrer mærket med 14C eller de to svovlholdige aminosyrer cystein og methionin mærket med 35S er biosyntesen af proteiner blevet undersøgt. Inden for immunologien er antistoffer med påkoblet radioaktivt jod af stor praktisk betydning, fx ved analyse af infektioner. Inden for molekylærbiologien anvendes industrielt fremstillede nukleotider mærket med 32P og 33P til DNA-sekventering og til fremstilling af specifikke markørmolekyler for en række forskellige gener.
I nogle forsøg benyttes en puls-mærkning, hvor de radioaktive molekyler kun tilsættes i kort tid til cellerne eller organismen, hvorefter det radioaktive stof bortfortyndes ved tilsætning af store mængder af det ikke-radioaktive molekyle. Denne fremgangsmåde, kaldet pulse-chase, gør det muligt tidsmæssigt at følge de enkelte trin i omdannelsen af det tilsatte molekyle gennem organismens biokemiske processer.
Mængden af det radioaktive stof måles nemt og med stor præcision vha. en scintillationstæller, hvorimod mængden af de ikke-radioaktive tunge isotoper mere vanskeligt må bestemmes ved massespektrometri. Hvis det er ønskeligt at lokalisere det radioaktive stof i en celle, anvendes autoradiografi, hvor den udsendte stråling eksponerer en følsom overflade, fx en røntgenfilm. Ved at anvende en isotop, som udsender en lavenergetisk betapartikel (fx 3H), og som derfor har en meget begrænset rækkevidde, kan der opnås en positionsbestemmelse af objekter med en størrelse af ca. 1 μm svarende til mange af en celles organeller.
Kommentarer
Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.
Du skal være logget ind for at kommentere.