dr. hauke holtorf / ls stuttgart dna-mustererkennung am beispiel verschiedener -globin-gene...

Dr. Hauke Holtorf / LS Stuttgart

DNA-Mustererkennung Am Beispiel verschiedener -Globin-Gene

Bestimmung der Ähnlichkeit von -Globin-Genen verschiedener Arten.

DNA-KARTIERUNG mit mehreren Restriktionsenzymen


Homo sapiens

Mensch

Pan troglodytes

Schimpanse

Gorilla gorilla

Gorilla

Xenopus tropicalis

Krallenfrosch

1 444 Bp

1 376 Bp

1 354 Bp

1 444 Bp

Kann ein Vergleich der DNA-Sequenzen der -Globine Aufschluss über die Verwandtschaftverhältnisse der Arten geben ?

DNA-Kartierung: Verschiedene -Globin-DNAs im Vergleich11


Erkennen und Kartieren verschiedener Restriktionsschnittstellen.

Auswahl der Restriktionsenzyme: AccI , BamHI , BseRI , BstXI , DraIII , EcoRI


- Bearbeitung mit ApE-Software -



Beispiel: menschliche Beta-Globin-DNA





Beispiel: menschliche und tierische Beta-Globin-DNA




- ApE-Maps, farbige Hervorhebung der einzelnen RE-Erkennungsregionen-

Mensch

Schimpanse

Gorilla

Krallenfrosch



AccI BamHI BseRI BstXI DraIII EcoRI

Mensch 1 1 1 1 1 1Schimpanse 1 1 1 1 1Gorilla 1 1 1 1 1Krallenfrosch 1 1

Anzahl der Restriktionsschnittstellen - Beta-Globin cDNAs

- Auswertung -

Eine aussagekräftige Auswertung sollte folgende Werte mit einschließen:

a) Anzahl der verschiedenen Restriktionsorte

b) Position der verschiedenen Restriktionsorte

c) Abstand in Basenpaaren (Bp) zwischen den verschiedenen Restriktionsorten

Eine aussagekräftige Auswertung sollte folgende Werte mit einschließen:

a) Anzahl der verschiedenen Restriktionsorte

b) Position der verschiedenen Restriktionsorte

c) Abstand in Basenpaaren (Bp) zwischen den verschiedenen Restriktionsorten



- Auswertung mit Dot-Plots -

a) Die Anzahl der Restriktionsschnittstellen von Mensch und Schimpanse im Vergleich.a) Die Anzahl der Restriktionsschnittstellen von Mensch und Schimpanse im Vergleich.

BseI AccI DraIII BamHI BstXI EcoRI

Schimpanse BseI X 1

AccI X 1

DraIII X 1

BamHI X 1

BstXI X 1

0 5

Mensch

Anzahl der Übereinstimmungen


Schimpanse BseI X 1

AccI X 1

DraIII X 1

BamHI X 1

BstXI X 1

0 5

Mensch

Anzahl der Übereinstimmungen




Gorilla BseI X 1

AccI X 1

DraIII X 1

BamHI X 1

BstXI X 1

0 5

Mensch

a) Die -Globin-DNA des Menschen im Vergleich mit Schimpanse, Gorilla und Krallenfrosch.a) Die -Globin-DNA des Menschen im Vergleich mit Schimpanse, Gorilla und Krallenfrosch.


Schimpanse BseI X 1

AccI X 1

DraIII X 1

BamHI X 1

BstXI X 1

0 5

Mensch


Xenopus 0

AccI X 1

0

BamHI X 1

0

0 2

Mensch

Die -Globin-DNA des Menschen weist

mit der DNA von Schimpanse und Gorilla

mehr Ähnlichkeiten im Sequenzmuster

auf, als mit der DNA des

Krallenfrosches.

Derartige Analysen lassen Rückschlüsse

auf Verwandtschaftsverhältnisse zu.


mit der DNA von Schimpanse und Gorilla

mehr Ähnlichkeiten im Sequenzmuster

auf, als mit der DNA des

Krallenfrosches.

Derartige Analysen lassen Rückschlüsse

auf Verwandtschaftsverhältnisse zu.



b) Die verschiedenen Positionen der einzelnen Restriktionsorte im Vergleichb) Die verschiedenen Positionen der einzelnen Restriktionsorte im Vergleich


mit der DNA vom Gorilla die meisten

identischen Positionen auf.


mit der DNA vom Gorilla die meisten

identischen Positionen auf.



19 103 263 297 348 364

Schimpanse BseI 19 X 1

AccI 115 0

DraIII 275 0

BamHI 309 0

BstXI 360 0

EcoRI 0 1

Mensch


19 103 263 297 348 364

Gorilla BseI 19 X 1

AccI 103 X 1

DraIII 263 X 1

BamHI 297 X 1

BstXI 348 X 1

EcoRI 0 5

Mensch


19 103 263 297 348 364

Xenopus 0

AccI 99 0

0

BamHI 297 X 1

0

0 1

Mensch


c) Der Abstand zwischen den verschiedenen Restriktionsorten im Vergleichc) Der Abstand zwischen den verschiedenen Restriktionsorten im Vergleich


mit der DNA von Gorilla und Schimpanse

die meisten identischen Abstände

zwischen Restriktionsorten auf.


mit der DNA von Gorilla und Schimpanse

die meisten identischen Abstände

zwischen Restriktionsorten auf.



19 103 263 297 348 364

19 84 160 34 51 16

Schimpanse BseI 19 19 X 1

AccI 115 96 0

DraIII 275 160 X 1

BamHI 309 34 X 1

BstXI 360 51 X 1

EcoRI -360 0 4

Mensch


19 103 263 297 348 364

19 84 160 34 51 16

Gorilla BseI 19 19 X 1

AccI 103 84 X 1

DraIII 263 160 X 1

BamHI 297 34 X 1

BstXI 348 51 X 1

EcoRI 0 -348 0 5

Mensch


19 103 263 297 348 364

19 84 160 34 51 16

Xenopus BseI 0 0 0

AccI 99 99 0

DraIII 0 -99 0

BamHI 297 297 0

BstXI 0 -297 0

EcoRI 0 0 0 0

Mensch


Bewertung der Dot-Plots Bewertung der Dot-Plots


die meisten Ähnlichkeiten mit der DNA

vom Gorilla auf; dicht gefolgt von der

DNA des Schimpansen.

Die DNA des Krallenfrosches weist am

wenigsten Ähnlichkeit mit der -

Globin-DNA des Menschen auf.


die meisten Ähnlichkeiten mit der DNA

vom Gorilla auf; dicht gefolgt von der

DNA des Schimpansen.

Die DNA des Krallenfrosches weist am

wenigsten Ähnlichkeit mit der -

Globin-DNA des Menschen auf.


10

15

3

Die Summe der Übereinstimmungen mit

dem -Globin-DNA des Menschen aus den

drei Dot-Plot-Analysen lässt

Rückschlüsse auf die Ähnlichkeit der

Sequenzen zu.

Die Summe der Übereinstimmungen mit

dem -Globin-DNA des Menschen aus den

drei Dot-Plot-Analysen lässt

Rückschlüsse auf die Ähnlichkeit der

Sequenzen zu.

Homo sapiens

Mensch

Pan troglodytes

Schimpanse

Gorilla gorilla

Gorilla

Xenopus tropicalis

Krallenfrosch

dr. hauke holtorf / ls stuttgart dna-mustererkennung am beispiel verschiedener -globin-gene...

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