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DNA-Analyse

Von: Prof. Dr. Joachim Wahl

DNA ist die international gebräuchliche Abkürzung für die Erbsubstanz Desoxyribonukleinsäure.

Die Gene stellen einzelne Abschnitte der DNA dar. Grundbausteine der DNA sind die in zwei Strängen (Doppelhelix) angeordneten Nukleotide (je aus einer Base, einem Zuckermolekül und Phosphorsäure), wobei sich stets die gleichen Basen gegenüberliegen (Adenin – Thymin und Guanin – Cytosin). Im Rahmen der Zellteilung findet enzymatisch gesteuert eine Replikation (identische Verdoppelung) statt. Bei dieser Neusynthese können, z.B. durch UV-Strahlung, Fehler (Sequenzpolymorphismen, Mutationen) auftreten. Mehrere wirksame Mutationen lassen eine neue Art entstehen. Die DNA enthält sowohl speziestypische als auch für das jeweilige Individuum einzigartige Informationen. Ihre Analyse erlaubt daher Aussagen zur Personenidentifikation („genetischer Fingerabdruck“) sowie zu Verwandtschaftsgrad und Abstammungslinien von Einzelpersonen, Populationen oder verschiedenen Spezies (bei Pflanzen, Tieren und Hominiden; Paläogenetik). Neben dem Kerngenom (KernDNA), das zu Geschlecht, Erbkrankheiten und Verwandtschaftsverhältnissen zwischen einzelnen Individuen Auskunft gibt, aber nur einmal pro Zelle vorliegt und bei bodengelagertem Material (aDNA, abgekürzt von ancient DNA) häufig zu stark degradiert ist, wird das kleinere, mutationsfreudigere Genom der Mitochondrien (mtDNA) untersucht, das in bis zu tausendfacher Kopienzahl vorkommt, daher eher überdauert und analytisch nachgewiesen werden kann. Damit lassen sich maternale Abstammungslinien (über die mütterliche Linie vererbte Eigenschaften) sowie bevölkerungsbiologische Verwandtschaft auf Populationsebene detektieren. Entscheidend für die Analyse von DNA-Bausteinen auch aus fossilen Überresten war die Entwicklung der PCR-Methode (polymerase chain reaction), die eine gezielte Vervielfältigung bestimmter Abschnitte der DNA ermöglicht. Günstigste Bedingungen zur Erhaltung von DNA sind ein trockenes und kaltes Liegemilieu (Höhlen), nachteilig wirken sich Huminsäuren, Dauerfeuchte und ätherische Öle aus.

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