Autoradiogramme: Genetische Fingerabdrücke in der Pflanzenzüchtung

Mit Hilfe von langen DNA-Fragmenten können Wissenschaftler auch Eigenschaften von Pflanzen analysieren, an denen in der Regel mehrere oder sogar viele Gene beteiligt sind. Dabei nutzen sie die Tatsache, dass die Nukleotid-Abfolge der DNA von zwei verschiedenen Pflanzen einer Art niemals identisch ist. Die Variationen befinden sich in den nicht-kodierenden Sequenzen (die kodierenden Sequenzen enthalten die Bauanleitung für ein Protein) homologer Chromosomen, die als verschiedene Muster bei der Gelelektrophorese sichtbar werden.

Wie funktioniert das konkret? Für die Erbgut-Analyse eines Organismus wird die DNA zuerst isoliert und mit Enzymen zerschnitten. Die dabei entstehenden Fragmente werden ihrer Größe nach aufgetrennt. Dazu verwenden die Forscher ein Gel, das einem elektrischen Feld ausgesetzt wird. Da DNA negativ geladen ist, wandern die Fragmente zum positiven Pol - die kleinen Stücke "schneller", und daher weiter als die größeren Teile.

Um eine einzelne Fragmente hervorzuheben, verwenden Wissenschaftler einsträngige DNA-Stücke (Sonden), die radioaktiv markiert werden. Bei der Herstellung des DNA-Fingerabdruckes wird das Gel mit den aufgetrennten Fragmenten mit einer basischen Lösung behandelt, welche die DNA-Doppelstränge voneinander löst. Die Einzelstrang-DNA wird dann auf einer Membran fixiert und in eine Lösung mit den Sonden getaucht. Diese DNA bleibt an den Stellen der Membran "hängen", an denen sich ein Gegenstrang befindet. Wird ein Röntgenfilm auf die Membran gelegt, sehen Forscher an diesen Stellen schwarze Banden (Autoradiogramm). Wenn bestimmte Banden eines DNA-Fingerabdruckes häufig in Kombination mit bestimmten Merkmalen auftreten – wie zum Beispiel der Mehltauresistenz bei Gerste – wissen Forscher, auf welchen DNA-Fragmenten sich Gene für diese Eigenschaften befinden.

Barbara Abrell (2005)

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