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Namen:
Darina Taskin, 2014
Najiya Nasir Rana, 2017-01

DNA-Sequenzierung & Genetischer Fingerabdruck

DNA-Sequenzierung

Definition: Die DNA-Sequenzierung ist eine Methode zur Bestimmung von Basenfolgen der DNA.

Es gibt verschiedene Sequenzierungsmethoden, doch eine der wichtigsten ist die Kettenabbruchmethode, welche von Sanger entwickelt wurde.

Hierbei muss die zu untersuchende DNA als Einzelstrang (denaturiert) vorliegen. Daraufhin wird ein radioaktiver Primer angelagert. An dieser markierten Stelle wird durch die DNA-Polymerase der Komplementärstrang synthetisiert. Die Synthese findet in einem Gefäß statt, indem neben den Desoxynucleotid-Triphosphaten (dATP,dTTP,dCTP,dGTP) noch Didesoxynukleotid-Triphoshate (ddATP, ddTTP, ddCTP, ddGTP) vorliegen. Diesen Didesoxynukleodiden fehlt am dritten Kohlenstoffatom des Zuckers die Hydroxygruppe. Das Fehlen der Hydroxygruppe führt zum Abbruch der Synthese.

Nun werden die dNTPS fortlaufend eingebaut,bis sich zufällig ein ddNTP anlagert. Dies führt zum Kettenabbruch. Somit entstehen verschieden lange DNA-Fragmente. Anschließend müssen die DNA-Fragmente wieder denaturiert werden. Durch Gelelektrophorese weden die Fragmente ihrer Größe nach getrennt. Dies ermöglicht das Ablesen der DNA-Sequenz.

 

 

 

Der Genetische Fingerabdruck ( = DNA-Profil eines Individuums )

Mithilfe des genetischen Fingerabdrucks kann man Personen identifizieren. Dies gelingt z.B. Laboranten durch genetische Spuren wie beispielsweise Hautzellen oder Blutzellen.

Ein einziger DNA-Strang reicht völlig bei der Untersuchung aus. Hierbei werden von dem Enzym Proteinase die Zellmembranen sowie die Zellkerne aufgelöst. Nun wird die freigesetzte DNA gereinigt und mithilfe der PCR vervielfältigt. Schließlich wird diese durch Gelelektrophorese getrennt.

Ein solches Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass nur die nicht-codierenden Bereiche, welche keine Informationen tragen, untersucht werden. Benötigt werden daher nur 8-15 DNA-Abschnitte ( =Loci ( =Orte ) ). Solche Orte sind repetetiv, d.h., dass sie aus kleinen sich wiederholenden Abschnitten bestehen. Es gibt innerhalb der Abschnitte viele verschiedene. Hierbei differenziert man zwischen VNTR ( variable number tandem repeats ) und STR ( short tandem repeats ). VNTR-Abschnitte legen einen längeren repetitiven Anteil ( 10-150 Basenpaare ) dar im Gegensatz zu den STR-Abschnitten ( 2-7 Basenpaare ). Alle Säugetiere enthalten im Genom Tandemwiederholungen.

Beispiel einer Wiederholungssequenz:

CAGT...CACCACCAC...AGCT

Bei allen Menschen herrscht der Fall, dass die Sequenz der Base gleich ist. Dabei ist anzumerken, dass die Sequenz der Basen diese Orte einrahmt. Individuelle Faktoren treten bei der Anzahl der Wiederholungen und bei der Zusammensetzung der Basen auf, denn diese sind bei allen Menschen unterschiedlich. Daraus ergibt sich, dass bei dem genetischen Fingerabdruck die Anzahl der Wiederholungen mithilfe der Gelelektrophorese untersucht wird.

Tritt der Fall auf, dass ein Genort heterozygot ist, erkennt man zwei Banden. In der Gelelektrophorese lässt sich nun ein Bandenprofil erkennen, wenn mehrere Loci untersucht werden. Schließlich wird die generelle Häufigkeit des Profils in Bezug auf die Gesamtpopulation analysiert. Nicht außer Acht zu lassen ist, dass eine hohe Wahrscheinlichkeit vorliegt, dass zwei Menschen am VNTR-Ort oder am STR-Ort eine unterschiedliche Anzahl von Wiederholungen haben.

Der genetische Fingerabdruck dient dazu, Personen zu identifizieren. In der Kriminologie wird ein solches Verfahren häufig verwendet, um Täter zu ermitteln. Bedenken bezüglich des genetischen Fingerabdrucks werden durch den Fakt, dass nicht-codierende Bereiche untersucht werden und somit keine Informationen über individuelle Stärken oder Schwächen eines Individuums enthalten, beseitigt.

 

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