Welche Methode eignet sich für die Analyse von welchen Verwandtschaftsbeziehungen?
Ich meine vorallem die Methoden DNA Sequenzierung, DNA Hybridisierung, Präziptintest und genetischer Fingerabdruck. Also wann benutze ich welche?
1 Antwort
Das kommt auf die Fragestellung an.
Willst du einzelne Individuen unterscheiden, ist der genetische Fingerabdruck das Mittel der Wahl, wobei dir hierzu verschiedene Mittel zur Auswahl stehen, z. B. RFLP oder die Genotypisierung mittels Mikrosatelliten oder SNPs.
- RFLP (Restriktionsfragmentlängenpolymorphismus): Die DNA wird mit sog. Restriktionsenzymen verdaut. Restriktionsenzyme können spezifische palindromische DNA-Sequenzen erkennen, binden dort an die DNA und zerschneiden diese. Die Erkennungssequenzen sind bei jedem an anderen Stellen, sodass ein Muster unterschiedlich langer Bruchstücke entsteht. Das kann man dann mit anderen Mustern vergleichen.
- Mikrosatelliten: heißen auch STRs (short tandem repeats). Das sind kurze Nukleotidsequenzen in der nichtcodierenden DNA, die sich mehrfach wiederholen, z. B. AGCAGCAGC. Die Anzahl der Wiederholungen ist hochvariabel. Man wählt mehrere Mikrosatelliten aus und bestimmt ihre Länge und erhält so ebenfalls ein individuell einzigartiges Muster.
- SNPs (gesprochen: Snips, single nucleotide polymorphisms): sind Stellen, an denen sich ein einzelnes Nukleotid unterscheidet. Auch das kann man zur Bestimmung genetischer Fingerabdrücke nutzen, weil aber anders als bei STRs pro Locus nicht hunderte Allele möglich sind, sondern nur maximal vier, müssen für eindeutige Zuordnungen mehr SNPs angeschaut werden.
Auch wenn die Genetik von Populationen (also immer noch auf Ebene derselben Art) untersucht werden soll, werden dafür in der Regel schnell evolvierende Marker verwendet, z. B. neutrale Marker wie Mikrosatelliten oder SNPs. Oder man benutzt mitochondriale Marker. Mitochondriale DNA evolviert schneller als Kerngene, weil die DNA-Polymerase der Mitochondrien keine eingebaute Rechtschreibkorrektur(sog. proofreading) besitzt. Mitochondrien waren ja entsprechend der Endosymbiontentheorie mal eigenständige Bakterien und die bakteriellen Polymerasen haben keine Proofreading-Funktion.
Wenn man hingegen übergeordnete Verwandtschaftsverhältnisse studieren will, also z. B. wie verschiedene Arten oder größere Verwandtschaftsgruppen miteinander verwandt sind, nutzt man Marker, die langsamer evolvieren, in der Regel also konservierte Gene aus dem Kern-Genom. Diese werden heute in der Regel sequenziert und die Sequenzen miteinander verglichen, um daraus evolutionäre Stammbäume zu berechnen. DNA-Hybridisierung und Präzipitintests werden heute kaum noch durchgeführt, da Sequenzierungen selbst ganzer Genome immer schneller und günstiger werden.