Begegnungen mit der Natur 8, Schulbuch

genetischer Fingerabdruck wird auch als DNA-Fingerprint bezeichnet Minisatelliten werden auch VNTR ( V ariable N umber of T andem R epeats) genannt; typische Repeatlänge 15–50 Basen, die über 100-mal hintereinander liegen können. Mikrosatelliten werden auch STR ( S hort T andem R epeats) genannt; typische Repeatlänge 2–5 Basen, die zwischen 8- und 25-mal hintereinander liegen. PCR-Methode Polymerase-Kettenreaktion; Methode, mit der relativ rasch DNA vervielfältigt werden kann: Zu einer DNA-Probe werden Nukleotide, DNA-Polymerase und Primer gegeben. Durch Erhitzen (ca. 95 °C) wird der DNA-Doppelstrang aufgetrennt, bei Abkühlung lagern sich die Primer an (markieren Anfang und Ende). Die DNA-Polymerase füllt die frei­ gewordenen Basen mit den komplemen­ tären Nukleotiden auf. Dieser Ablauf wird bis zu 50-mal wiederholt, wobei sich die DNA-Abschnitte jedes Mal verdoppeln. 38  Gelelektrophoresebild (Schema) Der genetische Fingerabdruck Jeder Mensch, eineiige Zwillinge ausgenommen, besitzt seine einzigartige DNA. Der genetische Fingerabdruck ist ein ganz bestimmtes genetisches Muster, an Hand dessen man einen Menschen identifizieren kann. Das Muster kommt durch Wiederholungen von bestimmten DNA-Sequenzen an bestimmten Stellen in den nicht codierenden Bereichen der Chromosomen zustande. Je nach Länge bezeichnet man sie als Minisatelliten oder Mikrosatelliten . Zum Ermitteln des genetischen Fingerabdruckes wird an mehreren definierten Stellen der DNA die Kombination der Anzahl derWiederholungen, die bei jedemMenschen individuell verschieden ist, analysiert. Mathematische Berechnungen haben ergeben, dass die Auswertung von acht unterschiedlichen Mikro- bzw. Minisatelliten ausreicht, um ein eindeutiges Ergebnis (das statistisch nur auf einen Menschen der Welt­ bevölkerung zutrifft) zu bekommen. Bei der Gelelektrophorese erhält man charakteristische Banden- muster Für die DNA-Analyse muss in einem ersten Schritt die DNA der zu untersuchenden Person extrahiert werden. Anschließend werden die definierten Abschnitte mit Hilfe der PCR-Methode vervielfältigt. Sie haben, je nach Anzahl der Wiederholun­ gen, bestimmte Längen und lassen sich mittels Gelelektrophorese als einzelne Bande darstellen: Die vervielfältigten DNA-Abschnitte werden in die Vertiefungen eines Gelfeldes eingebracht (mehrere verschiedene Proben nebeneinander), an das elektrische Spannung angelegt wird (siehe Abb. 39). Da die DNA-Fragmente aufgrund der Phosphatgruppen negativ geladen sind, wandern sie zur Anode (positiver Pol) – je kleiner sie sind, desto schneller. Gleich große Moleküle wandern gleich schnell. Ist der Gellauf beendet, wird das Gel mit einem speziellen Farbstoff eingefärbt, wodurch die gewanderten DNA-Fragmente unter UV-Licht (als Bande) sichtbar ge­ macht werden können. 39  Gelelektrophorese (Schema) DNA-Fingerprinting wird zur Feststellung der Vaterschaft eingesetzt Bei der Feststellung der Vaterschaft werden DNA-Fragmente des Kindes, der Mutter und des vermeintlichen Vaters gewonnen und mit Hilfe der Gelelektro­ phorese aufgetrennt. Da das Erbmaterial eines Kindes jeweils zur Hälfte von Mutter und Vater stammt, muss es beim Vergleich der Banden Übereinstimmun­ gen zwischen Mutter und Kind und Vater und Kind (wenn er der Vater ist) geben. Treten Bande auf, die weder bei Mutter noch Vater zu finden sind, kann die Vater­ schaft ausgeschlossen werden. Gemisch von Molekülen unterschiedlicher Größe Gel Glasplatten unsichtbar gefärbtes, fertiges Gel kürzere Moleküle längere Moleküle Spannungs- quelle Selbst aktiv! Abb. 38 zeigt die DNA-Fingerprints einer Mutter (M) und ihrer drei Kinder (K1, K2, K3) sowie des vermeintlichen Vaters (V). In welchen Fällen kann eine Vater­ schaft angenommen werden? Begründe dein Ergebnis. 90 Gentechnik Arbeitsheft Seite 29 M Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv