DNA-Fingerprint. (Syn. DNA Profiling)



Ähnliche Dokumente
Das humane Genom. Alle Genome sind individuell, selbst jene eineiiger Zwillinge! Molekulare Diagnostik. satellites and single repeats

Restriktion und Gentechnik

Molekulare Genetik und Zellbiologie. Versuch 5 Präparation und Amplifikation menschlicher DNA. DNA Fingerprint VNTR-Analyse

3.2. Genetisches Kartieren im Medakafisch

1.3 Begründe kurz, ob mit Hilfe der fünf in der vereinfachten ID-Card verwendeten Marker aus Aufgabe 1.1 das Geschlecht mit bestimmt werden kann.

MOLEKULARBIOLOGISCHE METHODEN

1. Beschreiben Sie die Rolle der folgenden Proteine bei der DNA- Replikation in E. coli:

Rekombinante DNA. Werkzeuge der Gentechnik

Biologie I/B: Klassische und molekulare Genetik, molekulare Grundlagen der Entwicklung Theoretische Übungen SS 2016

PCR basierte- Detektionstechniken

Humangenetik 3. 1 Sexuelle Fortpflanzung

Gentechnik/Gentechnologie

Der Genetische Fingerabdruck von heute erklärt - Mit kleinen Übungsaufgaben.

3 Ergebnisse. 3.1 Mutationen im MYBPC3-Gen. 28 Ergebnisse

C. R. Newton A. Graham 12'CR. 2. Auflage

Gentechnologie: Isolierung und Charakterisierung von DNA

II. GENOMIK: GLEICHZEITIGE UNTERSUCHUNG VON MEHREREN MAKROMOLEKÜLEN

Restriktion zweier Plasmide zur Erstellung einer physikalischen Karte, Grundlagen der DNA- Trennung und Analyse über Agarosegele

'Agaroselels große DNA-Fragmente im Ethidiumbromid-gefärbten Agarosegel normalenrueise

Grundideen der Gentechnik

Labortechniken (2) Amplifikationskurve (linear linear) Realtime-PCR

ERBKRANKHEITEN (mit den Beispielen Albinismus, Chorea Huntington, Bluterkrankheit u. Mitochondriopathie)

MODULE für den SCHULKOFFER GENTECHNIK

Genetischer Fingerabdruck. DNA-Identifikation durch Vergleich von Restriktionsprofilen Best.- Nr

PCR (polymerase chain reaction)

Genetisch-epidemiologische Register-Studien

DNA-Analytik. Beispiel: Nachweis von gentechnisch veränderten Lebensmitteln

Molekularbiologische Laboruntersuchungen. Labormedizinvorlesung Krisztina Káldi

2. Konstruktion und Charakterisierung einer stx 2 -Mutante im E. coli-stamm O157:H

Quiz zum Praktikum Tierartendifferenzierung

Merkmal "Amelogenin" ist geschlechtsspezifisch, für eine zusätzliche Kontrolle des Ergebnisses.

AUFGABENSAMMLUNG. Restriktionsenzyme. Füllen Sie den Lückentext aus. Gentechnik Schroedel, Braunschweig

Klassische Verfahren zur Analyse von Eukaryoten-DNA. Die DNA-Schmelzanalyse:

Cornel Mülhardt. Genomics. 6. Auflaqe. Spektrum k - / l AKADEMISCHER VERLAG

Rekombinante Wirkstoffe

Molekularbiologie/ Genomics

Was ist ein genetischer Fingerabdruck?

1. Nennt Informationen, die ein Wissenschaftler für die Durchführung des farbig markierten Schrittes benötigt. 2. Nennt zusätzliche Probleme die bei

Molekularbiologie 2 - Wer war am Tatort?

Vaterschaftsanalyse mittels genetischem Fingerabdruck

Cornel Mülhardt. Molekularbiologie/ Genomics

PCR. Inhalt. Was ist PCR? Eine Definition. Was ist PCR? Eine Definition. Was ist PCR? Eine Definition. Was ist PCR?

1. Grundoperationen der Gentechnik Schneiden von DNA

Bachelorkurs Evolutionsbiologie II WS 2016/17 Woche 2, Experiment 1: Insertions/Deletions Polymorphismus in D.

Von Mendel bis -Omics Geschichte und Grundlagen der Humangenetik , Walther Vogel, Institut für Humangenetik

"Gentechnik II - Identifizierungsmethoden" (Biologie Sek. II)

Autosomal-dominanter Erbgang

Molekulare Evolution

Carnobakterien im Wein- Methoden zur Identifizierung von einem Hefen- und Bakterienisolates an GH140 in der Weinbereitung

Bei Einbeziehung von neun Allelen in den Vergleich ergibt sich eine Mutation in 38 Generationen (350:9); das entspricht ca. 770 Jahren.

FWU Schule und Unterricht. Der genetische Fingerabdruck. FWU das Medieninstitut der Länder

Die Erbinformation ist in Form von Chromosomen = Kopplungsgruppen organisiert

Versuch 8. Plasmid - Isolierung

Kapillarelektrophorese DNA-Sequenzierung

Antibiotika sind oft Inhibitoren der Genexpression

Technische vs. Biologische. Evolution

Sinnvoller Umgang mit DNA-Tests

Genetik Praktikumsklausur SS2005

Genkartierung durch Rekombination in Drosophila. Chapter 4 Opener

Versuchsanleitung. Inhaltsverzeichnis. Restriktionsenzyme. Von Magnus Mauer. VAD_Biologie_Restriktionsenzyme.doc

Grundlagen der Vererbungslehre

Musterlösung- Übung 9

Kapitel 3. Populationsgenetik: Gene und ihre Frequenzen

DNA-KLONIERUNG.

Inhalt. 3 Das Werkzeug Restriktionsenzyme Gele Agarosegele... 58

Molekulargenetik der Eukaryoten WS 2014/15, VL 4. Erwin R. Schmidt Institut für Molekulargenetik

Chromosomendarstellung und -identifizierung

Verbundvorhaben Fastwood

Bioinformatik I: Grundlagen der Gentechnik

Sequenzierung. Sequenzierung. DNA in den letzten 50 Jahren. Warum Sequenzierung

Seminar zur Grundvorlesung Genetik

Genetische Marker in der Entomologie

Inhaltsverzeichnis. Polymerase Chain Reaction Theoretischer Hintergrund - 2 -

Tierärzt(inn)e(n) in der bio- und gentechnologischen Forschung und Dienstleistung.

Das Prinzip der DNA-Sequenzierung Best.- Nr

Seminar zur Grundvorlesung Genetik

SNP-Genotyping Am Beispiel eines Rezeptors fü r den Geschmack Bitter. Novartis Schullabor

Protokoll zur Übung PCR

Pharmazeutische Biologie WS2011/2012. Das neue Paradigma: Personalisierte Medizin

ID-Labor GmbH. Der genetische Fingerabdruck und Abstammungsuntersuchungen

Genetische Individualisierung - Möglichkeiten und Grenzen aus technischer und ethischer Sicht

Mendel Gregor Mendel (*1822, 1884)

Genetische Fingerabdrücke: Vaterschaft und Mord

Protokoll Versuch A1 Klonierung des Tyro3-D1D2-Fragments mittels PCR

3.1 Auswertung der klinischen Befunde des Patientenkollektivs mit HCM

Klonierung von S2P Rolle der M19-Zellen. POL-Seminar der Biochemie II Sebastian Gabriel

Hypothetische Modelle

Molekularbiologische / gentechnische Methoden

1. Einleitung S Zelladhäsionsmoleküle S Die Immunglobulin-Superfamilie S Das neurale Zelladhäsionsmolekül NCAM S.

Von der Präbiotik über eine RNA-Welt zur DNA-Welt

Gentechnische Methoden

Molekulargenetische Experimente IV: Plasmidpräparation

Bestimmung des Schlüsselenzyms für den biologischen Abbau mittels der Planreal DNA-Methodik PRA-DNA

Vertiefendes Seminar zur Vorlesung Biochemie I

Molekulare Humangenetik: Eine Übersicht über wichtige Begriffe

Vortrag von Philipp Nerke und Bruno Voigt

Pharmazeutische Biologie WS2011/2012. Das neue Paradigma: Personalisierte Medizin

Transkript:

DNA-Fingerprint (Syn. DNA Profiling) Dient dazu Individuen genetisch zu unterscheiden Dazu braucht man genetischen Polymorphismus (Bsp. Blutgruppen-Polymorphismus/Landsteiner). Als Polymorphismus ( Vielgestaltigkeit ) bezeichnet man das Auftreten einer oder mehrerer Genvarianten (sprich: eines oder mehrerer Allele) innerhalb einer Population. Definitionsgemäß muss die Auftretenshäufigkeit der Genvariante (die Allelfrequenz) über 1% sein, andernfalls ist es eine Mutation. 1

DNA-Fingerprint (Syn. DNA Profiling) Dieses Verfahren erzeugt für das Genom eines Individuums ein spezifisches DNA- Fragmentmuster. Diese Muster bezeichnet man als: Genetischer Fingerabdruck 2

Verwendung des Fingerprints Vaterschaftstest (allg. Abstammungsverhältnisse) 50-100ng DNA reichen: aus 1-2 µl Blut aus Spuren von Samenflüssigkeit aus Haarwurzel(n) Forensische Analysen Diagnostik von Gendefekten Reinheitsüberwachung von Zelllinien Identifizierung von Spender und Empfängerzellen bei Knochenmarkstransplantationen Eiigkeitsbestimmung von Zwillingen 3

DNA-Fingerprint Es gibt drei Methoden genetischer Fingerprints: RFLP (Restriktionsfragment-Längenpolymorphismus) VNTRPs (Variable number of tandem repeats Polymorphismus) STRPs (Short tandem repeats Polymorphismus) Verwendete Methoden zur Bandenvisualisierung: PCR Southern Blot 4

Restriktionsfragment- Längenpolymorphismus (RFLP) spezielle Klasse von DNA-Sequenz Polymorphismen lokal auftretende DNA-Sequenz Veränderungen durch: einzelne Basenaustausche DNA Umlagerungen DNA Insertionen DNA Deletionen RFLP, wenn durch Basenaustausch die Erkennungsstelle für ein Restriktionsenzym betroffen ist 5

Restriktionsenzym Es gibt etwa 600 Werden aus Bakterien gewonnen, daher ihre Namensgebung als Bsp. EcoRI aus E. Coli Bakterien Sie erkennen meist Palindrome (OTTO) mit 4, 6 oder 8 Basenpaaren Der Schnitt kann gerade sein (engl. blunt ends, deut. stumpfe oder glatte Enden, z. B. SmaI). CCCIGGG GGGICCC Der Schnitt kann auch versetzt sein (engl. sticky ends, deut. klebrige Enden, z. B. EcoRI). GIAATTC CTTAAIG Klebrige Enden sind leichter ligierbar (mittels Ligase zu verbinden). 6

RFLP verursacht Auftreten oder Verschwinden von Schnittstellen Schneiden der genomischen DNA führt also zu: verkürzten DNA-Fragmenten verlängerten DNA-Fragmenten Veränderung des Fragmentmusters der geschnittenen genom. DNA nach Gelelektrophorese Verwendbar als genetische Marker (Vererbung nach Mendel) Heterozygote Individuen besitzen das mutierte (RFLP) und das normale Gen 7

RFLP Analyse mittels PCR Die Chromosomen A und B unterscheiden sich in der Schnittstelle T. Mittels PCR wird jetzt die DNA amplifiziert und mit einem Enzym geschnitten (bei T). Bei Individuen AA keine Restriktionsschnittstelle Bei Individuen AB, trägt ein Allel die Schnittstelle T, das andere nicht. Bei Individuen BB tragen beide Allele die Schnittstelle T. Menge an DNA entsprechend!!! PCR dient nur der DNA-Anreicherung 8

VNTRPs (Variable number of tandem repeats Polymorphismus) Verschiedene Individuen einer Population besitzen an bestimmten Stellen im Genom unterschiedlich viel tandemartig wiederholte Minisatelliten: Repetitive Sequenz-Satelliten DNA! z.b. kommt eine Nukleotidfolge (10-100 Nukleotide) bei einem Individuum 15-mal, beim anderen 22-mal vor. Enzyme schneiden zwar bei allen an denselben Stellen, aber dazwischen liegen unterschiedlich viele Tandemrepeats. 9

VNTRPs mittels PCR a.) DNA mit unterschiedlich vielen Tandemrepeats b.) PCR mittels individuell gesetzter Primer c.) Gelelektrophorese liefert unterschiedlich lange DNA Fragmente aufgrund der unterschiedlich vielen repetitiven Sequenzen Vorteil: durch PCR wird DNA angereichert. Schneiden der DNA ist nicht nötig!!! 10

Southern Blot Wird vor allem verwendet, wenn extrem wenig DNA vorhanden ist Bei DNA Fingerprints notwendig, weil sonst viel zu viele Fragmente am Gel wären (EtBr Färbung würde überlappende Banden geben) Nachteile: Gefahr durch Radioaktivität:Phosphor-32 Dauer: 2 Tage 11

VNTRPs mittels Southern Blot b.) zeigt 6 verschiedene Chromosomen, die mittels den Enzymen H1 und H3 an denselben Stellen geschnitten werden. Dazwischen liegen unterschiedl. viele Tandemrepeats Auftragen aufs Gel, Blotten, Hybridisieren, Röntgenfilm (Southern Blot)! a.) das Chromosom E besitzt nur 3 Tandemrepeats und damit liefert es geschnitten das kürzerste DNA Fragment. Wahrscheinlichkeit, dass 2 versch. Personen, das gleiche Bandenmuster haben ist nur sehr gering (Gerichtsmedizin) H1 = Hinfl 1 H3 = HaeIII 12

STRPs (Short tandem repeats Polymorphismus) Verschiedene Individuen einer Population besitzen an bestimmten Stellen im Genom unterschiedlich viele tandemartig wiederholte Mikrosatelliten: Wiederholungen 2-4bp (gatagatagatagatagatagata) (vgl. VNTRPs 10-100 bp) Bzgl. dieser STRPs sind so gut wie alle Individuen einer Population heterozygot und daher untereinander verschieden. Wird daher für kommerzielle Tests verwendet. 13

DNA Fingerprint mittels VNTRPs-Vaterschaftstest Abb. zeigt Vaterschaftstest. Die Pfleile zeigen an, wo sich das Profil des Kindes von jenem des V2 unterscheidet, damit kommt V2 nicht als Vater in Frage. Technik: DNA der Probanden wird mit Enzymen geschnitten, auf Agarosegel aufgetrennt, auf Trägerfolie geblottet und mittels bestimmter radioaktiv markierter Sonde(n) hybridisiert und sichtbar gemacht. Nicht radioaktiv nicht möglich, da viel zu viele Fragmente vorhanden sein würden (Überlappung). 14

Familienzugehörigkeit???? Wie sind die Eltern und die Kinder verwandt? Wie können sie die Verwandtschaft erklären? 15

DNA-Fingerprint-Diskussion Sollte man DNA Proben von Freigesprochenen aufbewahren?? Was halten sie von einer nationalen DNA-Datenbank?? DNA Analysen sind in der Lage über Gendefekte, Funktionsstörungen und Krankheiten Auskunft zu geben. Sinnvoll in der Präimplantationsdiagnostik?? -Genet. Defekt in Embryos -Alter der Eltern -Geschlechtswunsch für Embryos -Bsp. Großbritanien-IVF um erkranktes Kind zu retten (PGD (Preimplantation Genetic Diagnosis) um passendes befruchtetes Ei zu implantieren) Sinnvoll für Versicherungen?? -Ausschluß von chronisch Erkrankten? -höhere Raten für chronisch Erkrankte? Sinnvoll für Arbeitgeber?? -Krankenstand 16