Begegnungen mit der Natur 8, Schulbuch

81 Humangenetik Einfluss und Bedeutung der SNPs Ziel des Human-Genom-Projekts ( S. 55) war u.a. die Entschlüsselung des menschlichen Erbguts, um damit einen neuen Zugang zum Verständnis von Krankheiten sowie neue Wege der Diagnostik und der Therapie finden zu kön­ nen. Seit April 2003 ist zwar die Sequenz der menschlichen Erbsubstanz (die Abfolge der Basenpaare) bekannt, jedoch noch nicht die Bedeutung aller Gene. Aus diesem Grund gibt es laufend Projekte, in denen weiter geforscht wird. Eine Erkenntnis, die Genomforscherinnen und -forscher gewonnen haben, ist die, dass der größte Teil des Erbmaterials bei allen Menschen gleich ist (Die DNA eines Menschen unterscheidet sich nur zu 0,1% [das entspricht etwa 3 Millionen Basen] von der DNA eines anderen Menschen gleichen Geschlechts). An bestimmten Stellen treten jedoch Unterschiede, so genannte Polymorphismen , auf. Da diese jeweils nur auf dem Austausch einer einzigen Base beruhen (Punktmutationen;  S. 50), werden sie als Einzel-Nukleotid-Po­ lymorphismen ( SNPs ) bezeichnet. Sie sind die Ursache dafür, dass Gene in zwei oder mehreren Varianten (Allelen) vorkommen und wir uns damit in vie­ len Merkmalen individuell voneinander unterscheiden (Augenfarbe, Haarfar­ be, Körpergröße …). Da sie sich zu einem bestimmten Grad dauerhaft im Gen­ pool einer Population durchgesetzt haben, spricht man bei ihnen auch von „erfolgreichen Punktmutationen“. SNPs sind auch auch für Krankheiten (zB die Sichelzellenanämie,  S. 63) die Empfänglichkeit für Medikamente (s.u.) oder die Verträglichkeit bestimmter Lebensmittel ( S. 82) verantwortlich. 79  Genetische Diversität durch SNPs  Polymorphismen Auftreten mehrer Genvarianten  SNPs (sprich Snips; S ingle N ucleotide P oly­ morphisms) sind Punktmutationen, die in der menschlichen Bevölkerung mit ei­ ner Häufigkeit von mindestens einem Prozent auftauchen. Je nach Lage (im Bereich der Introns, Exons oder eines Promotors) können sie die Proteinstruk­ tur des codierten Eiweißes, die Genakti­ vität und das Spleißen beeinflussen oder aber auch bedeutungslos bleiben. SNPs kommen in allen Lebewesen und auch in Viren vor. So sind sie beispielsweise für die Medikamentenresistenz mancher Bakterienarten verantwortlich. Das HIV ist deshalb so schwer zu bekämpfen, weil es eine sehr hohe Mutationsfre­ quenz in den SNPs aufweist.  Array-CGH Microarray-basierte komparative geno­ mische Hybridisierung; Untersuchungs­ methode in der humangenetischen Dia­ gnostik ( Seite 56), die aufgrund der Verwendung von mit DNA bestückten Biochips (siehe unten) auch als Chip-Diagnostik bezeichnet wird; sie ermög­ licht den Nachweis auch sehr kleiner Veränderungen des Erbguts array (engl.) = Feld, Anordnung  Biochip etwa daumennagelgroßer, mit Tausen­ den von DNA-Fragmenten bestückter Objektträger; wird auch als Microarray bezeichnet 80  DNA-Molekül 1 unterscheidet sich von Molekül 2 in einem einzigen Basenpaar. SNP DNA-Molekül 1 DNA-Molekül 2 Mit Hilfe der Chip-Diagnostik können Polymorphismen aufgedeckt werden Mit der Methode der Array-CGH kann das Erbmaterial auf das Vorliegen von bestimmten Veränderungen untersucht werden, so auch, um Polymorphismen nachweisen zu können: Auf einen Biochip , der mit normalen und mutierten, in Einzelstränge getrenn­ ten und mit einem Fluoreszenzfarbstoff markierten DNA-Fragmenten bestückt ist, wird die zu untersuchende DNA (ebenfalls denaturiert und mit einem anderen Fluoreszenzfarbstoff markiert) aufgetragen. Diese bindet sich an ihre jeweils komplementären Stränge auf der Chipoberfläche, wodurch so genann­ te Hybrid-Doppelstränge entstehen. Aufgrund der unterschiedlichen Fluorenz­ farbstoffe entstehen je nach Anbindung charakteristische Farbsignale, die mit einer speziellen Laserkamera registriert werden ( Abb. 83). Sie geben Auf­ schluss über die Veränderungen der untersuchten DNA-Abschnitte. 81  Biochip 82  Darstellung von Microarrays auf einem Computermonitor Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv