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DNA-Microarray

Synonym: DNA-Chip
Englisch: DNA microarray

1 Definition

Das DNA-Microarray ist ein technisches Verfahren aus der Halbleiterindustrie, um eine Identifikation und Aktivitätsmessung an bestimmten Genen vorzunehmen.

2 Geschichte

Das gegen Ende der 1980er Jahre von Stephen P. A. Fodor entwickelte Analyseverfahren ermöglicht es heute, weit mehr als 100.000 Gensequenzen aus sämtlichen Geweben zu identifizieren und eine Auskunft über die Expression des entsprechenden Gens in einer Gewebeprobe zu geben.

Der erste kommerziell vertriebene DNA-Chip wurde im Jahr 1994 von der Firma Affymetrix auf den Markt gebracht. Sein Name lautete HIV Gene Chip. Mittlerweile existieren zahlreiche Produkte dieser Technologie auf dem Markt, unter anderem Chips für den Bereich der speziellen Arrays für Plasmide, PCR-Produkte, genomische DNA und lange Oligonukleotide.

3 Funktionsweise

Für diese Untersuchungsmethoden werden das zu analysierende genetische Material auf etwa 1 Quadratzentimeter große Glas- oder Nylonsubstrate aufgebracht. Diese Microarrays dienen sowohl dem Einsatz bei einer Analyse über Änderungen der Genexpression als auch der Typisierung von Genmaterial. Die einzelnen Felder auf dem Microarray sind dabei mit unterschiedlichen Fragmenten aus einzelsträngiger, fluoreszenzmarkierter DNA oder RNA beschichtet. Die zu untersuchende Probe wird zunächst mit einem weiteren Fluoreszenzfarbstoff markiert und anschließend auf das Microarray aufgebracht. Liegt eine der auf dem Microarray komplementäre Nukleinsäuresequenz vor, so kommt es zur Bindung der Probe an das Substrat. Dabei entsteht eine Mischfarbe aus den beiden Fluoreszenzfarbstoffen, die dann mit Hilfe hochauflösender Laserkamera, auf ihre Position, Wellenlänge und Intensität detektiert werden kann.

4 Typen von Microarrays

  • häufig finden Aldehydslides Anwendung, deren Oberfläche mit Aldehydgruppen behandelt ist. Diese Aldehydgruppen sollen mittels einer kovalenten Bindung die aminomodifizierten Oligonukleotide binden
  • NHS-Slides: Beschichtung mit NHS-Estergruppen
  • Epoxymodifizierte Slides: Epoxygruppe bildet mit Oligonukleotiden ein Amin
  • Streptavidin-modifizierte Slides: mit Biotin behandelte Oligonukleotide binden an das Protein

5 Hersteller

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