DNA

 

Desoxyribonukleinsäure (die):

(kurz: DNS)

[von engl: DNA für deoxyribonucleic acid]

Trennung und Aussprache: Des|oxy|ri|bo|nu|kle|in|säu|re;

ist ein in allen Lebewesen und in bestimmten Virentypen (sogenannte DNA-Viren) vorkommendes Biomolekül und Träger der Erbinformation, also der Gene. Das Wort setzt sich zusammen aus des-, Oxygenium (Sauerstoff), Ribose und Nukleinsäure. Im Normalzustand ist DNA in Form einer Doppelhelix organisiert. Chemisch gesehen handelt es sich um Nukleinsäuren, lange Kettenmoleküle (Polymer) die aus vier verschiedenen Bausteinen, den Nukleotiden aufgebaut sind. Jedes Nukleotid besteht aus einem Phosphat-Rest, dem Zucker Desoxyribose und einer von vier organischen Basen (Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin, oft abgekürzt mit A, T, G und C). Die Gene in der DNA enthalten die Information für die Herstellung der Ribonukleinsäuren (RNA, im Deutschen auch RNS). Eine wichtige Gruppe von RNA, die mRNA, enthält wiederum die Information für den Bau der Proteine (Eiweiße), welche für die biologische Entwicklung eines Lebewesens und den Stoffwechsel in der Zelle notwendig sind. Innerhalb der Protein-codierenden Gene legt die Abfolge der Basen die Abfolge der Aminosäuren des jeweiligen Proteins fest: Im genetischen Code stehen jeweils drei Basen für eine bestimmte Aminosäure. In den Zellen von Eukaryoten, zu denen auch Pflanzen, Tiere und Pilze gehören, ist der Großteil der DNA im Zellkern als Chromosomen organisiert, ein kleiner Teil befindet sich in den Mitochondrien („Energiekraftwerken” der Zelle). Pflanzen und Algen haben außerdem DNA in ihren Chloroplasten, den Photosynthese betreibenden Organellen. Bei Bakterien und Archaeen, den Prokaryoten, die keinen Zellkern besitzen, liegt die DNA im Cytoplasma. Manche Viren, die sogenannten RNA-Viren, haben keine DNA, sondern RNA, um die genetische Information zu speichern. Im allgemeinen Sprachgebrauch wird die Desoxyribonukleinsäure überwiegend mit der englischen Abkürzung DNA bezeichnet; die parallel bestehende deutsche Abkürzung DNS wird hingegen seltener verwendet und ist laut Duden „veraltend”.


DNA-Analyse

Als DNA-Analyse, auch DNA-Test, DNS-Analyse, DNS-Test, Genanalyse oder Gentest, werden molekularbiologische Verfahren bezeichnet, welche die DNA (deutsche Abkürzung DNS) untersuchen, um Rückschlüsse auf verschiedene genetische Aspekte des Individuums ziehen zu können.

Zwecke

DNA-Analysen werden zu einer Vielzahl von Zwecken durchgeführt, v.a. zu den folgenden:

  • zu kriminalistischen Zwecken: man untersucht Tatortspuren, um DNA-Spuren von individuellen Lebewesen (bspw. vom Täter) zu finden. In diesem Zusammenhang spricht man oft vom „genetischen Fingerabdruck”.
  • Klärung von Verwandtschaftsfragen wie z. B. Abstammungsgutachten.
  • medizinisch-diagnostischer Einsatz (beispielsweise bei menschlicher DNA), z. B.
    • genetische Grundlagen einer bereits bestehenden Krankheit aufklären (medizinische Forschung)
    • Prädispositionen für Krankheiten untersuchen. Der Berufsverband deutscher Humangenetiker e. V. (BVDH) führt eine Liste genetisch bedingter Erkrankungen, die im deutschsprachigen Raum in entsprechenden Einrichtungen gegenwärtig mittels DNA-Analyse untersucht werden können. Im Mai des Jahres 2010 betrug die Zahl diagnostizierbarer Krankheiten 917, im Vergleich dazu sind weltweit etwas mehr als 3.000 monogenetische Erbkrankheiten molekular charakterisiert, wären somit theoretisch ebenfalls mittels DNA-Analyse untersuchbar.
  • Lebensmittelkontrollen
    • Erkennung genetisch veränderter Sorten, welche mit einem Importverbot belegt sind.
    • Qualitätssicherung von Lebensmitteln (Beispiel: Trüffel).
  • Genetik
    • Populationsgenetik: Vererbungsvorgänge innerhalb biologischer Populationen
    • Humangenetik: menschliche Haplogruppen, Zusammenarbeit mit den Feldern der Anthropologie und Archäologie. Mittels DNA-Analyse konnte bei menschlichen Überresten aus der Lichtensteinhöhle weltweit erstmals ein rund 3000 Jahre altes Verwandtschaftssystem rekonstruiert werden.
  • DNA-Analysen für Privatpersonen durch private Unternehmen. Die zwei populärsten Einsatzbereiche sind:
    • Genetische Genealogie bzw. genealogische DNA-Tests
    • Untersuchung des Erbgutes auf genetisch bedingte Krankheiten und weitere Veranlagungen

Methoden

Methoden zur Untersuchung von Krankheiten

  • Chromosomen-Kartierung (Karyogramm, Kopplungsanalyse, Stammbaumanalyse)
  • DNA-Sequenzierung

Methoden zur Bestimmung der Identität

  • Genetischer-Fingerabdruck-Methoden (Fragmentlängenanalyse)
  • RFLP-Analyse (Restriktionsfragmentlängenpolymorphismus)
  • AFLP-Analyse (amplifizierter Fragmentlängenpolymorphismus)
  • STRs (short tandem repeats)
  • SNPs (single nucleotide polymorphisms)

Bestimmung von Proben hohen Alters

  • aDNA-Forschung (ancient DNA)