Identifizierung Und Klonierung Von Krankheitsgenen Flashcards
Definition funktionelle Klonierung
- Strategie zur Kartierung und Klonierung von Genen, ausgehend von der Funktion der Proteine
- zuerst Charakterisierung des Phänotyps/ der Erkrankung
- dann Analyse der Genfunktion
- Lokalisierung des Gens auf den Chromosomen
Defintion Positionsklonierung
- Klonierung von krankeitsverursachenden Genen ausgehend von der Position in der genetischen/physikalischen Genkarte
- zuerst Charakterisierung der Phänotypen
- dann Kartierung des Gens
- Klonierung des Gens
- Funktionsbestimmung des Gens
- keine Vorkenntnisse zur Pathogenese einer Erkrankung nötig
Was sind grundsätzliche Unterschiede der funktionellen Klonierung und der Positionsklonierung?
Funktionell
- Lokalisation unbekannt
- Idee muss vorhanden sein, welches Gen mutiert sein könnte
- Info über Genprodukt vorhanden
Positionsklonierung
- Lokalisierung des Gens durch Kopplungsanalyse
- physiologisch kann nicht abgeleitet werden, welches Gen mutiert sein könnte
Methode der funktionellen Klonierung
- DNA-Isolierung, Aufreinigung
- Fragmentierung der DNA
- Auftrennung durch Agarose-Gelelektrophorese
- Southern blot
- Hybridisierung mit Hybridisierungssonde: ähnliche Sequenzen werden auf der Membran gebunden
- Sequenzen der bindenden DNA-Fragmente werden per DNA-Sequenzierung bestimmt
—> Suche nach einem Gen ähnlicher Sequenz und vermutlich ähnlicher Funktion
Nenne Beispiele für funktionelle Klonierungen
- Faktor VIII
- Phenylketonurie
Wie kann eine Phenylketonurie nachgewiesen werden?
Phe im Blut erhöht, Phenylessigsäure und Phenylketone im Urin
Eigenschaften der Phenylketonurie
- autosomal rezessiv
- Häufigkeit 1:10 000
- Genort 12q24.1
- Phenylalanin-Hydroxylase mutiert
- über 600 Punktmutationen bekannt
- Therapie: Phenylalanin-arme Kost
Klinisches Bild der unbehandelten Phenylketonurie
- schwere Hirnschädigung mit Entwicklungsverzögerung und geistiger Retardierung
- Krampfanfälle, Spastik
- Verhaltensauffälligkeiten
Welche Defekte können bei einer Phenylketonurie zusätzlich auftreten?
Mangel an Tetrahydrobiopterin = Cofaktor der Phenylalanin-Hydroxylase
Eigenschaften von Hämophilie A
- X-chromosomal rezessiv
- Genort Xq28
- Mutation von Faktor VIII
- Verlängerte partielle Thromboplastin-Zeit
- innere Blutungen
- Therapie: gentechnisch prod. Faktor VIII
Methode Positionsklonierung
- Bestimmung der chromosomalen Lage durch Kopplungsanalysen
- minimal gemeinsamer chromosomaler Abschnitt aller betroffenen Familienmitglieder wird gesucht
- physikalische Kartierung der genetischen Kandidatenregionen mithilfe überlappender DNA-Klone
- Erstellung einer Transkriptkarte einer Kandidatenregion (Durchsuchen von cDNA-Banken, cDNA-Selektion, computergestütze Vorhersage codierender Bereiche)
- Identifizierung von Mutationen in diesem Gen bei mehreren, nicht verwandten, betroffenen Individuen
Was ist eine Kopplungsanalyse?
- statistische Methode
- phänotypische Merkmale werden mit Genen/genetischen Markern gekoppelt um sie chromosomal zu lokalisieren
- gekoppelt = auf dem gleichen
Chromosom vorhanden - Kopplung: Krankheit wird mit genetischem Marker überzufällig oft vererbt
Was ist die Maßeinheit von biologischen Genkarten?
CentiMorgan cM
1 cM = Rekombinationsfrequenz von 1 %
Rekombinationsfrequenz: gibt an, wie häufig zwei Allele voneinander getrennt werden
Was ist eine Genkarte
- Zeigt die lineare Anordnung der Gene im Genom eines Organismus
- genetische Karte: Reihenfolge von Genomen angegeben
- physikalische Genkarte: genaue Abstände zwischen Genen gemessen in Basenpaaren angegeben
Nenne Arten von Tandemwiederholungen im Genom
- Satelliten
- Mini-Satelliten
- Mikro-Satelliten
Voraussetzungen für eine Kopplungsanalyse
- mehrere betroffene und gesunde Familienmitglieder in mind. 2 Generationen
- monogene Erkrankung
- sichere Information über die Erkrankung (Phänotyp klar definierbar)
- möglichst vollständige Penetranz der Erkrankung
- ausreichende Menge an Untersuchungsmaterial
Was ist der LOD-Score?
- Mathematisches Modell
- Score > 3 —> Kopplung, Wahrscheinlichkeit, dass Krankheitsgen in dieser Region liegt beträgt 95 %
- Score < -2 —> keine Kopplung bei autosomalen Erkrankungen
Eigenschaften des Marfan-Syndroms
- autosomal dominant
- Genort 15q21.1
- FBN1 Gen
- Genprodukt: Fibrillin
- Punktmutationen, seltener Deletionen in FBN1
Klinik des Marfan-Syndroms
- Hochwuchs
- Aortendilatation, Mitralklappenprolaps
- Murdoch- und Steinberg-Zeichen
- Trichterbrust
- Subluxation der Linse
- Bindegewebsschwäche
- Skoliose
Nenne Differentialdiagnosen zum Marfan-Syndrom
- MASS-Syndrom: Mitralklappenprolaps, Aortendilatation, Skelett- und Hautbeteiligung (skin)
- Homozystinurie: + mentale Retardierung, Epilepsie, Thromboembolien
- Loeys-Dietz-Syndrom: Aortenaneurysmen/Dissektion, faziale Auffäligkeiten
- thorakales Aortenaneurysma
