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Vorwärts-Genetik

Englisch: forward-genetics

1 Definition

Der Begriff Vorwärts-Genetik bezeichnet einen klassischen Ansatz der biologischen Forschung zur Untersuchung einer Gen-Funktion. Durch Einführung zufälliger Mutationen in das Genom eines Organismus können verschiedene Phänotypen produziert werden. Erst danach wird untersucht, welche Genveränderung zu diesem neuen Merkmal geführt hat.

2 Ablauf

2.1 Mutagenese

Ein Organismus wird einem Mutagen ausgesetzt, dass zu Veränderungen in der DNA führt. Dies war üblicherweise Ethylmethansulfonat (EMS), welches zu Alkylierung an einzelnen Nukleotiden führt. Auch Röntgenstrahlung kann für diese Zwecke verwendet werden.

Die Mutagenese basiert auf dem Zufallsprinzip: Es kann nicht kontrolliert werden, wo die Mutation eingeführt wird, jedoch kann die Art und die Häufigkeit der Mutationen beeinflusst werden. Ein ausschlaggebender Faktor ist hier die Dosis. Es muss eine Balance zwischen Mutations- und Überlebensrate des Organismus gefunden werden.

2.2 Screening und Selektion

Der mutierte Organismus wird nun auf interessante Phänotypen untersucht. Bei Drosophila melanogaster können dies sichtbare Merkmale wie fehlende oder verdoppelte Flügel sein. Bakterien können in einem selektiven Wachstumsmedium gehalten werden, um Defekte in Genen des Stoffwechsels zu identifizieren.

Tritt derselbe Phänotyp mehrfach auf, dann kann durch den Komplementationstest überprüft werden, ob er durch das gleiche Gen verursacht wird. Durch Rekombinationsexperimente kann der Ort (Genlokus) des noch unbekannten Gens identifiziert werden.

3 Hintergrund

Vorwärts-Genetik ist im Bezug auf genetische Analysen die älteste Methode. Die Bezeichnung Vorwärts wurde verwendet, um sie von der später entwickelten Rückwärts-Genetik zu unterscheiden, welche vom Genotyp-zum-Phänotyp geht. Hier werden gezielt Gene verändert oder ausgeschaltet (Knockout), um die Auswirkungen auf den Organismus zu studieren.

4 Quellen

  • Anthony J.F. Griffiths: Introduction to Genetic Analysis. W.H. Freeman and Company, 2005, Seite 523-525.
  • Klug, W. S. Concepts of genetics. 10th edn. Pearson Education, 2012, Seite 70-78.

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