Genotypisierung
Synonym: genetischer Fingerabdruck (umgangsspr.)
Englisch: Genotyping
Definition
Eine Genotypisierung ist eine molekulargenetische Untersuchung, mit der die genetische Ausstattung eines Organismus bestimmt wird. Durch die Analyse von Variationen im Genom – entweder zwischen Individuen oder Populationen einer Art – lässt sich der Genotyp eines Lebewesens charakterisieren.
Ziel
Eine Genotypisierung kann unterschiedliche Zwecke erfüllen, unter anderem:
- Nachweis von Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs), die mit der Anfälligkeit für bestimmte Krankheiten oder mit der Wirksamkeit von Medikamenten assoziiert sind. In Kombination mit einer biostatistischen Auswertung kann dies Hinweise auf individuelle Therapieoptionen im Sinne der personalisierten Medizin liefern.
- Bestimmung der Zugehörigkeit zu Populationsgruppen sowie die Klärung von Verwandtschaftsverhältnissen (z.B. ein Vaterschaftstest oder allgemein ein Abstammungsgutachten)
- Nicht-invasiver Pränataltest
- Identifizierung von Personen im Kontext forensischer Fragestellungen (genetischer Fingerabdruck)
- Nachweis bestimmter genetischer Merkmale bei Krankheitserregern, z.B. HCV-Genotypisierung oder MRSA-Diagnostik
- Nachweis spezifischer Mutationen bei Modellorganismen in der Grundlagenforschung (z.B. bei Knockout-Mäusen)
- Bestimmung genetischer Merkmale bei Zuchttieren, um Selektionsentscheidungen zu unterstützen
Hintergrund
Abgesehen von eineiigen Zwillingen, haben keine zwei Individuen ein genau übereinstimmendes Genom. Zwar sind viele Abschnitte des Genoms übereinstimmend, aber es existieren auch Abschnitte, die bei jedem Individuum divergieren. Im Fokus des Interesses stehen neben bestimmten Mutationen die Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs). Im menschlichen Genom existieren über 660 Millionen SNPs. Sie werden mit bestimmten Merkmalen wie Augenfarbe, aber auch dem Risiko für die Entwicklung komplexer Krankheiten wie Diabetes oder Alzheimer assoziiert.
Die Entschlüsselung des menschlichen Genoms und die Entdeckung von Millionen DNA-Varianten haben die Entwicklung von Hochdurchsatz-Genotypisierungstechnologien wie Microarrays und PCR-basierten Methoden ermöglicht. Diese Verfahren erlauben die parallele Analyse von Hunderttausenden bis Millionen genetischer Marker und sind essenziell für die Erforschung komplexer Erkrankungen, die Pharmakogenomik und die personalisierte Medizin.
Die Durchführung von Genotypisierungen ist in Deutschland durch das Gendiagnostikgesetz geregelt.
Methoden
Um eine Genotypisierung vorzunehmen, kommen verschiedene Methoden zum Einsatz. Ihnen geht die DNA-Isolation voraus. Diese kann über Blut, Speichel oder anderen DNA-Quellen erfolgen. Der weiteren erfolgt eine Vervielfältigung der DNA. Wichtige Methoden in diesem Zusammenhang sind die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und die DNA-Sequenzierung bestimmter Gene oder Genabschnitte.
Aussagekraft
Die Genotypisierung wird allgemein als überlegene Methode zur Untersuchung bestimmter Eigenschaften wahrgenommen. Abhängig von der konkret eingesetzten Untersuchungsmethode sind aber Fehler möglich. Wird z. B. spezifisch nach einem SNP gesucht, besteht die Möglichkeit, dass upstream von diesem Polymorphismus eine weitere Mutation, z.B. ein Stopcodon, vorliegt, was die Expression unterdrückt.
Quellen
- Genotypisierung bj-diagnostics ,abgerufen am 18.1.2017