Molekulare Genetik

Die Abteilung für Molekulargenetik untersucht klinisch relevante Mutationen und Genotypen erblicher Krankheiten. Neben pathogenen Mutationen werden auch Trägerschaftsanalysen und Prädispositionen für multifaktorielle Erkrankungen bestimmt. Untersucht werden monogene Krankheiten (Thalassämie, FMF), multifaktorielle Erkrankungen (Krebs) und mitochondriale Krankheiten (LHON).

Einige der in unserem Zentrum für routinemäßige genetische Analysen eingesetzten Verfahren sind nachfolgend aufgeführt:

• RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphisms)
• PCR (Polymerase Chain Reaction)
• Sequenzierung (Sequenzanalyse)
• RT-PCR (Real Time PCR)
• Heteroduplex-Analyse

RFLP

Diese Methode basiert auf dem Verdau von DNA durch Restriktionsenzyme an spezifischen Basensequenzen. Liegt eine Mutation in der Erkennungssequenz vor, wird die DNA nicht geschnitten oder es entsteht eine neue Schnittstelle. Die resultierenden Fragmente werden gelelektrophoretisch aufgetrennt, sodass Mutationen anhand veränderter Bandenmuster erkannt werden. Sie wird häufig bei monogenen Erkrankungen eingesetzt.

PCR

Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist ein molekularbiologisches In-vitro-Verfahren zur exponentiellen Vervielfältigung spezifischer DNA-Abschnitte mittels definierter Primer. Sie findet breite Anwendung in der Diagnostik genetischer Erkrankungen, beim Nachweis von Krankheitserregern und in der genetischen Identitätsprüfung.

• 1. Denaturierung:
• Die doppelsträngige DNA wird bei hoher Temperatur (üblicherweise 94–95 °C) in Einzelstränge getrennt.
• 2. Annealing (Primer-Anlagerung):

Sequenzanalyse

Die Sequenzanalyse dient der genauen Bestimmung der Nukleotidabfolge in einem DNA-Abschnitt. Basenveränderungen in Genen, sogenannte Mutationen, verursachen diverse Erbkrankheiten. Durch die Sequenzierung des Zielgenbereichs wird die genaue Mutationsposition bestimmt. Moderne Sequenziergeräte haben die Bearbeitungszeit stark verkürzt. Die Methode wird für die definitive Diagnostik vieler monogener Krankheiten wie Beta-Thalassämie und FMF eingesetzt.

Real-Time-PCR

Die Real-Time-PCR überwacht die Reaktion Zyklus für Zyklus anhand von Fluoreszenzsignalen, die proportional zur Menge des akkumulierten Produkts entstehen. Sie erlaubt eine quantitative Messung in Echtzeit und wird intensiv in Infektionsdiagnostik und Hämatologie genutzt.

Heteroduplex-Analyse

Die Heteroduplex-Analyse weist Sequenzunterschiede zwischen einer Referenz-DNA (Normalbefund) und mutierter DNA nach. Beide Proben werden gemischt, thermisch denaturiert und abgekühlt, sodass Hybridstränge entstehen. Bei Sequenzabweichungen paaren die Basen an der Mutationsstelle nicht und bilden einen Heteroduplex. Da Heteroduplexe im Elektrophoresegel langsamer wandern als Homoduplexe, lassen sie sich leicht differenzieren.