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Praktikum Biologie für Mediziner WS 2014/‘15 Humangenetik Okt. 2013

Praktikum Biologie für Mediziner WS 2014/‘15 Humangenetik · Praktikum •Besprechen von Fallbeispielen •Entstehungsmechanismen chromosomaler Abberationen •Folgen struktureller

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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