Marker - Markierungen innerhalb der DNA

  • Zum Erstellen von Genkarten, für die Diagnose von Krankheiten oder für die Identifizierung von Personen mittels DNA benötigt man Markierungen auf der DNA, die sich eindeutig zuordnen lassen. Dafür verwendet man Marker (dt. „Markierungen“).
  • Allen Methoden ist gemeinsam, dass man auf Polymorphismen zurückgreift, die Unterschiede in der Struktur sichtbar machen und somit Muster bilden, die sich identifizieren und zuordnen lassen.

Worum gehts?

 

Was sind Markierungen auf der DNA?

Vorgestellt werden zwei unterschiedliche nutzbare Markierungsmöglichkeiten und ihre Anwendungsgebiete.

 

Polymorphismus - individuelle Unterschiede in der DNA - Sequenz

  • Homologe DNA-Abschnitte sind nicht exakt identisch. Sie unterscheiden sich mehr oder weniger in ihrer Nucleotidbasensequenz.
  • Die Unterschiede werden durch Genmutationen hervorgerufen.
  • Abweichungen sind in nichtgenen Bereichen größer als innerhalb von Genen, da Mutationen in nichtgenen Bereichen keine negativen Folgen (Erbkrankheiten) hervorrufen.

Retriktionsfragment-Längenpolymorphismen-Analyse (RFLP)

  • DNA wird mittels Restriktionsenzymen geschnitten. Durch Mutation können Schnittstellen verloren gehen oder neu entstehen. Mit dieser Methode wird der Unterschied in der Anzahl der Schnittstellen dargestellt.
  • Geschnittene DNA-Fragmente unterscheiden sich in Zahl und Größe, wenn sich zwei DNA-Varianten in den Erkennungssequenzen für die Restriktionsenzyme unterscheiden.
  • Die Darstellung der Fragmentlängen erfolgt durch Gelelektrophorese.

Hinweis Der überwiegende Teil der DNA höherer Organismen (97%) enthält keine Information zur Bildung von Proteinen. Diese nichtgenen Bereiche tragen aber häufiger Mutationen als die codierende DNA. Das diese Mutationen sind nicht lebensbedrohlich, verbleiben sie im Erbgut und werden an die Nachkommen ohne Auswirkungen auf den Phänotyp weitergegeben. Die nicht codierenden RFLPs unterscheiden sich dadurch stärker als die codierenden DNA-Sequenzen - das ist ideal für die Diagnostik oder DNA-Fingerprinting

Einzelnucleotid – Polymorphismus ( Single Nucleotide Polymorphism, SNP)

  • Einzelnucleotid-Polymorphismus liegt vor, wenn der Unterschied zwischen den verglichenen Abschnitten gerade einmal eine Base groß ist.
  • SNPs findet man innerhalb von Genen, regulatorischen Sequenzen und nichtcodierenden Bereichen. In codierenden Bereichen können Veränderungen in der Aminosäuresequenz zu einer Fehlfunktion des Proteins führen. Genom des Menschen Genom des Menschen
  • Der Nachweis erfolgt mit Nucleotid-Sonden, die nur mit jeweils einer SNP-Form hybridisieren.

Hinweis SNP SNPs repräsentieren 95% der polymorphen Sequenzvariationen, es sind bereits 13 Millionen SNPs bekannt. Der einzige Nachteil der SNPs ist, dass ein SNP nur als Basenpaar A-T oder G-C vorkommen kann, zwei Menschen mit einem einzelnen SNP zu unterscheiden, ist somit schwierig. Man muss deshalb SNP-Blöcke (Muster, ähnlich einem Barcode) finden, um beispielsweise eine mehr oder wenig genetisch bedingte Krankheitsursache zu diagnostizieren.

 

 

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