Was ist ein genetischer Fingerabdruck?

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1 Was ist ein genetischer Fingerabdruck? Genetischer Fingerabdruck od. DNA-Fingerprint ist ein molekularbiologisches Verfahren zur individuellen Identifizierung von Lebewesen Der genetische Fingerabdruck beruht darauf, dass in der menschlichen DNA Sequenzänderungen nicht statistisch über das Genom verteilt vorkommen, sondern vor allem nicht transkribierte oder repetitive Bereiche betreffen

2 Methode Genom besteht aus 7 Millionen Informationseinheiten (Nukleotide) bestehen aus einem Phosphatrest, einem Zucken (Desoxyribose) und 4 verschiedenen Basen (Adenin,Guanin,Thymin,Cytosin) Abfolge der Basen im DNA-Molekül codiert für verschiedene Proteine bzw. Enzyme Innerhalb der Regionen, die für Proteine codieren, gibt es zwischen Individuen kaum Unterschiede Teil der für Proteine codiert beträgt ca. 5% Der Rest ist Sequenz, deren Variabilität zwischen den Individuen sehr groß ist, da dort Mutationen und andere Veränderungen keinen Einfluss auf den Organismus haben

3 Verfahren Zur Isolierung der DNA benötigt man Zellen, in denen ein Zellkern enthalten ist Die DNA wird dann durch Restriktionsenzyme geschnitten Enzyme sind in der Lage bestimmte Sequenzen zu erkennen und den Doppelstrang dort zu schneiden In einer Agarose Gelelektrophorese müssen DNA-Fragmente nun aufgetrennt werden Agarose ist wie ein Netz aufgebaut kleinere Fragmente gelangen schneller durch das Netz als große Durch negative Ladung (Phosphatrest) der DNA wandern Fragmente zum Pluspol

4 Entstehung des genetischen Fingerabdrucks Gel wird durch Vakuum getrocknet Wasser wird durch das Vakuum entzogen Doppelstrang wird durch alkalische Lösung denaturiert Durch Oligonukleiotid-Sonden werden bestimmte Sequenzen hybridisiert und radioaktiv markiert um später Sequenz sichtbar machen zu können Legt man nun einen Röntgenfilm auf das Gel wird ein spezifisches Bandenmuster sichtbar Dieses Muster ist bei allen Menschen unterschiedlich (Ausnahme: Eineiige Zwillinge)

5 Vererbung der Bandenmuster Die Vererbung folgt den Mendelschen Regeln Bandenmuster der Nachkommen setzten sich aus denen der Eltern zusammen

6 Rechtslage in Deutschland Genetischer Fingerabdruck darf nur auf richterlichen Beschluss hin genommen werden Untersuchungen von Spurenmaterial und Körperzellen des Beschuldigten im Rahmen der Untersuchungen einer konkreten Straftat ( 81a StPO in Verbindung mit 81e StPO) die DNA-Analyse zum Zwecke der Identitätsfeststellung in künftigen Strafverfahren ( 81g StPO) Kann nur bei schweren Straftaten veranlasst werden Interpretation: Das Ergebnis eines DNA-Tests alleine kann nicht über Schule oder Nichtschuld eines Verdächtigen entscheiden es wird nur als Indiz gewertet, welches durch weitere ergänzt werden muss

7 Der genetische Fingerabdruck in der Praxis am Beispiel von Medikamenten Wer ein Medikament kauft, muss sich von der Qualität, Herkunft, Echtheit und Autorisierung des Präparats jederzeit überzeugen können. Angesichts der steigenden Zahl von Betrugsfällen im weltweiten Arzneimittelhandel entwickeln sich sichere Produktkennzeichnungen zu einem wichtigen Wettbewerbsvorteil führende pharmazeutische Unternehmen weltweit benutzen DNA Codes um Medikamentenpackungen fälschungssicher zu machen seit mehr als einem Jahr werden bereits bestimmte Krebsmedikamente mit DNA Codes so gesichert, dass auf dem Weg vom Hersteller zum Patienten jederzeit geprüft werden kann, ob das Medikament echt und authentisch ist

8 Die Codes bestehen aus einer einzigartigen Abfolge von DNA- Bausteinen, welche mit Hilfe eines Handlesegerätes überall in Sekundenschnelle überprüft werden kann Ein nur 20 Codierungseinheiten langer Code erlaubt über eine Milliarde verschiedener Kombinationen und bietet somit 100 Prozent Sicherheit

9 Was muss man tun um sich mit dem genetischen Fingerabdruck beruflich beschäftigen zu können? Die Hochschule Bremerhaven richtet zum Beispiel einen Master-Studiengang in Bio-Analytik ein als Reaktion auf den wachsenden Bedarf an Fachkräften in diesem Bereich Es gibt zunehmend molekulare Aspekte im Fachbereich Analytik, die durch das klassische Studium der Biotechnologie und Biologie nicht ausreichend berücksichtigt werden Kern-Inhalt des Master-Programms: theoretische und praktische Vermittlung genetischer Diagnostik mit Methoden der Molekularbiologie, qualitative Methoden zur Klassifikation genetischen Materials und quantitative Methoden Inhaltliche Fragestellungen und Probleme kommen aus der Forschung, der Anwendung sowie der Entwicklung

10 Den Studiengang wurde systematisch auf den Arbeitsmarkt ausgerichtet Die Entwicklung neuer Technologien, z.b. Mini- und Mikro- Labor-Techniken stellt ein Zukunfts- und Markt-relevantes Themenfeld mit enormem Entwicklungspotenzial u.a. für den Einsatz in der medizinischen Diagnostik dar Weitere Berufsfelder eröffnen sich im Bereich Genetischer Fingerabdruck sowie Biologische Herkunft von Lebensmitteln Das Studium umfasst vier Semester und schließt mit dem "Master of Science" ab Zehn Prozent der Lehrveranstaltungen sind in englischer Sprache

11 Semesterinhalte: 1. Semester: allgemeine Molekularanalytik in Zusammenhang mit den Methoden der Bioinformatik wird vermittelt und man lernt Qualitäts- und Projektmanagement (erforderlichen Grundlagen werden in der Molekularen Genetik, der Bioinformatik und der Angewandten Biochemie gelehrt) 2. Semester: Methoden der speziellen Molekularanalytik mit algorithmischen Auswertetechniken samt Anwendungsmöglichkeiten in der Biodiversitätsforschung 3. und 4. Semester: Praxisphase mit Erstellung der Master- Abschlussarbeit 20 Plätze stehen jedes Jahr zur Verfügung und man benötigt bereits einen Bachelorabschluss oder Diplom einer Universität oder Fachhochschule Das Studium muss mindestens mit einer Durchschnittsnote "gut" abgeschlossen sein. Gute englische Sprachkenntnisse werden vorausgesetzt sowie mindestens einjährige qualifizierte berufspraktische Erfahrungen