Biologie genetischer Fingerabdruck?
Ich habe eine Frage bei der Aufgabe 1und 2. ich komme da nicht weiter
1 Antwort
Beim genetischen Fingerabdruck werden keine Gene sondern DNA-Sequenzen im nicht-codierenden Bereich der DNA miteinander verglichen. Sog. kurze Tandemwiederholungen (short tandem repeats, STR). Darin werden Folgen aus wenigen Nucleotiden ca. 10 - 50 Mal wiederholt.
Jeder Mensch hat an bestimmten Stellen des Ergbuts, wie an den Genorten D3S1358, vWA, FGA aus der Aufgabe, eine bestimmte Anzahl solcher Basensequenzwiederholungen, die er entweder vom Vater oder von der Mutter geerbt hat. Seine Sequenzwiederholungen müssen daher entweder beim Vater oder bei der Mutter zu finden sein.
Jeder Genort liefert 2 Ergebnisse von 2 parallelen Genorten, da das Erbgut diploid ist. Jedes Chromosom mit so einem Genort gibt es zweimal. Daher gibt es in der Analyse i.d. Regel 2 peaks je Genort. Z.B. 15/18 Wiederholungen an Genort D3S1358 bei Karl. Nur wenn beide Ausprägungen eines Genortes die gleiche Wiederholungszahl haben und die DNA-Fragmente daher die gleiche Länge aufweisen, ergibt es einen großer peak (16/16 bei vWA).
Mit diesem Vorwissen und Kenntnissen zu den Verfahren PCR und Kapillar-Gelelektrophorese kann man nun Aufg. 1 lösen:
- Es werden ausgewählte STR-Sequenzen durch Polymerasekettenreaktion (PCR) vervielfältigt. Es finden sich je Genort 2 DNA-Fragmentlängen im PCR-Produkt (wegen des diploiden Chromosomensatzes).
- Die durch PCR vervielfältigten DNA-Fragmente werden mit Kapillar-Gelelektrophorese aufgetrennt.
- Anhand von Referenzwerten kann man bestimmen, welcher Genort welche DNA-Fragmentlängen und damit welche Tandemwiederholungszahlen aufweist.
- Mehrere Genorte (hier in Summe 3) ergeben ein STR-Profil je Person. Das ist der genetische Fingerabdruck.
Aufg. 2 Um nun zu schauen, ob Karl der leibliche Vater von Michael und Miriam ist, muss man die Tandemwiederholungen je Genort vergleichen:
An Genort D3S1358 hat Michael 15 und 17 Wiederholungen. Die 17 stammen von der Mutter, die 15 theoretisch von Karl. Ich sage theoretisch, weil es könnte ja einen Mann geben, der dort auch 15 Wiederholungen hat. Die Sicherheit der Aussage steigt erst mit der Anzahl verglichener Genorte. Je mehr Genorte verglichen werden und passen, desto unwahrscheinlicher wird es, dass es einen zweiten Mann gibt, der die gleiche Kombination an Tandemwiederholungen aufweist. Miriam hat dort 17 und 18 Wiederholungen. Die 17 sind von der Mutter, die 18 theoretisch von Karl.
Genort vWA zeigt 16 Wiederholungen von kurzen Basensequenzen als 1 peak. Hier sind also beide Eltern bezüglich der Wiederholungszahl homozygot. Jeweils beide parallelen Genorte haben 16 Wiederholungen bei beiden Eltern. Das trifft daher auch auf die Kinder zu. vWA spricht daher ebenfalls dafür, dass Karl der Vater beider Kinder ist.
Bei FGA hat Michael 19 und 21 Wiederholungen, die 21 kommt von der Mutter, die 19 theoretisch von Karl. Miriam hat 21 und 24. Die 21 sind von der Mutter, die 24 theoretisch von Karl.
Insgesamt spricht das Ergebnis dafür, dass Karl als Vater von beiden Kindern in Betracht kommt. LG
