Praktikum Biologie für Mediziner WS 2014/‘15 Humangenetik
Okt. 2013
Praktikum Biologie für Mediziner WS 2014/‘15 Humangenetik
13. 10.‘14
Humangenetik
• Mechanismen / Gesetzmäßigkeiten der Vererbung
• Genotyp ↔ Phänotyp
• allgemeine Theorie von der Entstehung von Krankheiten
Wissenschaft von der genetisch bedingten Variabilität des Menschen
genetische Beratung
„...ist ein ärztliches Angebot an alle, die
Risiken für sich oder andere im Zusammenhang
mit genetischen Erkrankungen befürchten“
(Deutsche Gesellschaft f. Humangenetik)
Humangenetik
• klinische Genetik Genetische Beratung, Syndromologie
• Zytogenetik Chromosomenuntersuchungen
• Molekulargenetik Untersuchung von Genen
Ribosomen
Kern
DNA
Chromosom
Zelle ↔ DNA
Mitochondrien
Ablauf des Praktikums
Chromosomenanalyse
Präparation Zellkultur Blut- + Phytohämagglutinin Colcemid Lymphozyten
Proliferation Lymphozyten
Kultur-medium
Zentrifu-gation
Sediment
Hypotonie
Zentrifugation
Sediment Fixativ
Zentrifu-gation
Auf-tropfen
Objektträger
Metaphase
Karyogramm
Bandenbezeichnungen bezogen auf G-Banden gemäß deren Intensität
dunkel
intermed
grau
chromosomale Veränderungen
numerische Aberrationen - Trisomien (47 Chromosomen) - Monosomien (45 Chromosomen) - Polyploidien (69 oder 92 Chromosomen)
strukturelle Aberrationen
- Inversionen - Translokationen - Deletionen (terminal oder interstitiell) - Ringchromosomen - Insertionen
1 2 3 4 5 X Y
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Turner-Syndrom
Cri-du-chat-Syndrom
Wahrscheinlichkeit für die Geburt eines Kindes mit Down-Syndrom abhängig vom mütterlichen Alter
Alter der Mutter (Jahre)
Wahrscheinlichkeit für die Geburt eines Kindes mit Down-Syndrom abhängig vom mütterlichen Alter
Alter der Mutter (Jahre)
Praktikum
• Besprechen von Fallbeispielen
• Entstehungsmechanismen chromosomaler Abberationen
• Folgen struktureller Abberationen für Anlageträger und Familienangehörige
DNA-Diagnostik
Erbkrankheiten Verwandtschaft + Identität
genetische Variabilität (Humangenetik)
Zusammenfassung
DNA-Tests neue
Möglichkeiten (Risiken)
Genetik der Iris-Pigmentierung
verschiedene DNA- Polymorphismen assoziiert mit Pigmentierung
verschiedene DNA-Polymorphismen assoziiert mit Pigmentierung
Gen/ Frequ. blau grün braun
SNP 1 1.1 11 2. 2.1 46 3 3.1 66 4 4.1 28 5 5.1 51 6 6.1 90 7 7.1 16
Augenfarbe
Frequenz: niedrig hoch
Hautfarbe Haarfarbe
Sommer-sprossen
Sonne-empfindl.
rot hell- dunkel- blond
braun
verschiedene DNA-Polymorphismen assoziiert mit Haut-Pigmentierung
Effektgröße
„fehlende Erblichkeit“
nicht-erbliche
Variation
Humangenom: <25 000 Gene 3 400 000 000 Basen
2014: 1 Humangenom <1 000 € cave 10 000 Fehler
1 Interpretom >100 000 €
DNA-Unterschiede
Mensch: homologe Chromosomen 99,5%
Mensch Schimpanse 98,8%
Mensch Gorilla 98,4%
Drosophila Mensch (17000 25000 Gene)
Spleißen zur Komplexitätserzeugung
→ 94% humaner mRNAs werden
differentiell gespleißt
Gesamtgenom-Analyse
1.6 Mio SNPs
80 Gen- Varianten
1 Mutation
Orphan diseases (seltene Erkrankungen)
• jeweils selten (<5 / 10.000)
• >7000 Leiden 10% der
Bevölkerung betroffen (4 Mio in D) ein Arzt sieht im Durchschnitt max. 2500 Krankheiten von 60000 beschriebenen Entitäten
DNA-Profile
mehrere vielgestaltige (polymorphe) Markersysteme gleichzeitig dargestellt; viele Menschen unterscheidbar
DNA + Verbrechen
Jack the ripper
+7
DNA evidence on a shawl found at Ripper murder scene nails killer By testing descendants of victim and suspect, identifications were made Jack the Ripper has been identified as Polish-born Aaron Kosminski Kosminski was a suspect when the Ripper murders took place in 1888 Sister‘s descendent mtDNA
2 000 Morde
7 500 Vergewaltigungen
140K Körperverletzungen
Zusammenfassung
DNA-Tests
neue Möglichkeiten (Risiken)
Chromosomen
unersetzbare Routinediagnostik
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