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Praktikum Biologie für Mediziner WS 2014/‘15 Humangenetik
Okt. 2013
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Praktikum Biologie für Mediziner WS 2014/‘15 Humangenetik
13. 10.‘14
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Humangenetik
• Mechanismen / Gesetzmäßigkeiten der Vererbung
• Genotyp ↔ Phänotyp
• allgemeine Theorie von der Entstehung von Krankheiten
Wissenschaft von der genetisch bedingten Variabilität des Menschen
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genetische Beratung
„...ist ein ärztliches Angebot an alle, die
Risiken für sich oder andere im Zusammenhang
mit genetischen Erkrankungen befürchten“
(Deutsche Gesellschaft f. Humangenetik)
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Humangenetik
• klinische Genetik Genetische Beratung, Syndromologie
• Zytogenetik Chromosomenuntersuchungen
• Molekulargenetik Untersuchung von Genen
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Ribosomen
Kern
DNA
Chromosom
Zelle ↔ DNA
Mitochondrien
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Ablauf des Praktikums
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Chromosomenanalyse
Präparation Zellkultur Blut- + Phytohämagglutinin Colcemid Lymphozyten
Proliferation Lymphozyten
Kultur-medium
Zentrifu-gation
Sediment
Hypotonie
Zentrifugation
Sediment Fixativ
Zentrifu-gation
Auf-tropfen
Objektträger
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Metaphase
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Karyogramm
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Bandenbezeichnungen bezogen auf G-Banden gemäß deren Intensität
dunkel
intermed
grau
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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
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1 2 3 4 5 X Y
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
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Turner-Syndrom
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Cri-du-chat-Syndrom
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Wahrscheinlichkeit für die Geburt eines Kindes mit Down-Syndrom abhängig vom mütterlichen Alter
Alter der Mutter (Jahre)
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Wahrscheinlichkeit für die Geburt eines Kindes mit Down-Syndrom abhängig vom mütterlichen Alter
Alter der Mutter (Jahre)
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Praktikum
• Besprechen von Fallbeispielen
• Entstehungsmechanismen chromosomaler Abberationen
• Folgen struktureller Abberationen für Anlageträger und Familienangehörige
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DNA-Diagnostik
Erbkrankheiten Verwandtschaft + Identität
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genetische Variabilität (Humangenetik)
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Zusammenfassung
DNA-Tests neue
Möglichkeiten (Risiken)
Genetik der Iris-Pigmentierung
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verschiedene DNA- Polymorphismen assoziiert mit Pigmentierung
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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
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verschiedene DNA-Polymorphismen assoziiert mit Haut-Pigmentierung
Effektgröße
„fehlende Erblichkeit“
nicht-erbliche
Variation
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Humangenom: <25 000 Gene 3 400 000 000 Basen
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2014: 1 Humangenom <1 000 € cave 10 000 Fehler
1 Interpretom >100 000 €
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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
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Gesamtgenom-Analyse
1.6 Mio SNPs
80 Gen- Varianten
1 Mutation
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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
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DNA-Profile
mehrere vielgestaltige (polymorphe) Markersysteme gleichzeitig dargestellt; viele Menschen unterscheidbar
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DNA + Verbrechen
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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
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2 000 Morde
7 500 Vergewaltigungen
140K Körperverletzungen
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Zusammenfassung
DNA-Tests
neue Möglichkeiten (Risiken)
Chromosomen
unersetzbare Routinediagnostik