Gen-Indentifizierungsmethoden

DNA gibt es in Zellkernen (Genom), Mitochondrien (Plasmon) und Plastiden (Plastidom). Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung geben die männlichen Gameten in erster Linie Genom-DNA und die weiblichen Gameten sowohl Genom- und Plasmon- (Plastidom-)-DNA für das neue Lebewesen. Dadurch entstehen z.B. die Unterschiede zwischen Maulesel und Maultier oder die Panaschierung bei Pflanzen.

Im Laufe der Entwicklungsgeschichte sind durch Mutationen DNA-Sequenzpolymorphismen (DNA-Sequenzveränderungen) entstanden, die keine Fehlfunktionen im Organsmus, aber eine große Variabilität in der DNA-Basensequenzen einer Art bewirken und bei denen sich meist kurze Gruppen von Basensequenzen mehrfach hintereinander wiederholen. Diese Sequenzen können gleichmäßig über das menschliche Genom verteilt oder auf einem einzigen Chromosom konzentriert sein. Beim DNA-Fingerprinting werden sie mit besonders entwickelten radioaktiv markierten DNA-Sonden, die zu vielen dieser Sequenzen komplementär sind und mit diesen hybridisieren können, analysiert.

Bei Gen-Indentifizierungsmethoden wird mit Genom-DNA (DNA-Fingerprint) und mit Mitochondrien-DNA (EVA-Hypothesen) gearbeitet:


Extraktion von Einzelstängen der Mitochondrien-DNS aus Zellen oder Zellfragmenten (Schmelzen der DNA). Extraktion von Einzelstängen der Genom-DNS aus Zellkernen (Schmelzen der DNA).
Über eine Polymerase-Kettenreaktion (PCR=Poplymerase Chain Reaction) wird in einem "Cocktail" aus freien Nukeotiden und dem Kopierenzym DNA-Polymerase das DNA-Fragment vollständig automatisiert in immer gleichen (25 -50) Reaktionszyklen vervielfältigt:
  1. Trennen der DNA-Doppelhelix durch Erhitzen auf 90 °C
  2. Hinzufügen kurzer Nukleotidsequenzen als Startblöcke (Primer)
  3. Bildung zweier neuer, identischer DNA-Fäden durch Abkühlung auf 70°C und Zugabe der hitzestabilen DNA-Polymerase (gewonnen aus dem Bakterium Thermus aquaticus)
 Über eine Polymerase-Kettenreaktion (PCR=Poplymerase Chain Reaction) wird in einem "Cocktail" aus freien Nukeotiden und dem Kopierenzym DNA-Polymerase das DNA-Fragment vollständig automatisiert in immer gleichen (25 - 50) Reaktionszyklen vervielfältigt:
  1. Trennen der DNA-Doppelhelix durch Erhitzen auf 90 °C
  2. Hinzufügen kurzer Nukleotidsequenzen als Startblöcke (Primer)
  3. Bildung zweier neuer, identischer DNA-Fäden durch Wiedererwärmung auf 70°C und Zugabe der hitzestabilen DNA-Polymerase (gewonnen aus dem Bakterium Thermus aquaticus)

Mit der vervielfältigten DNA kann nach 3 verschieden Methoden weiter verfahren werden:


 
DNA-Hybridisierungs-Methode

Diese Methode wurde zur Bestimmung des Verwandschaftgrades verschiedner Arten entwickelt.

 Southern Blot Methode 

Diese Methode wurde zur Identifizierung eines bestimmten Gens aus der Gesamt-DNA entwickelt.

 DNA-Sequenzierungs-Methode

Diese Methode wurde zur Identifizierung bestimmter Basensequenzen(Kettenbruchstücke) der Gesamt-DNA entwickelt. 

 DNA-Fingerprinting-Methode

Diese Methode wurde zur Identifizierung der Sequenzpolymorphismen bei den Basensequenzen einer Art entwickelt.
 
Im Fall der Kaspar Hauser DNA-Analyse kann man mit dieser Methode versuchen, einen in der Unterhose gefundenen DNS-Abschnitt bei den Vergleichspersonen wiederzufinden. Im Fall der Kaspar Hauser DNA-Analyse kann man mit dieser Methode versuchen, einen in der Unterhose gefundenen DNS-Abschnitt bei den Vergleichspersonen wiederzufinden. Im Fall der Kaspar Hauser DNA-Analyse kann man mit dieser Methode versuchen, die Basen eines in der Unterhose gefundenen DNS-Abschnittes bei den Vergleichspersonen wiederzufinden. Im Fall der Kaspar Hauser DNA-Analyse kann man mit dieser Methode versuchen, Sequenzpolymorphismen eines in der Unterhose gefundenen Mitochondrien-DNS-Abschnittes mit Sequenzpolymorphismen von Mitochondrien lebender Personen zu vergleichen.

Abbildungen aus Miram/Scharf "Biologie heute SII, Schroedel, 1997

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