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Lexikon der Biologie: Genkartierung

Genkartierung w, Bestimmung der relativen Positionen verschiedener Gene (in der Regel mit bekannter Funktion; Gen) auf einem DNA-Molekül. Der klassische Weg der Genkartierung beruht auf Koppelungsanalysen mit Hilfe von Daten aus Rekombinationsversuchen (genetische Kartierung). Die dabei gefundene Austauschhäufigkeit genetischer Marker wird nach T.H. Morgan, der 1911 die erste Chromosomenkarte von Drosophila melanogaster veröffentlichte, als Morgan-Einheit bezeichnet (map unit). Dieses Vorgehen kann jedoch nicht zur Ermittlung der absoluten Distanzen von Genen genutzt werden, da die Crossing-over-Häufigkeit (Crossing over) nicht über das gesamte Chromosom einheitlich ist und mit dem Abstand von Genen auch die Wahrscheinlichkeit mehrfacher Crossing-over-Ereignisse zunimmt. Zur genauen physikalischen Kartierung nutzt man verschiedene Methoden aus der Cytogenetik und Gentechnologie. Eine korrekte physikalische Kartierung ist unabdingbare Orientierungshilfe für die vollständige Sequenzierung eines Genoms. Dabei diente früher ein auffälliger Phänotyp der Gen-Klonierung und schließlich der Genkartierung (functional cloning), während heute meist die genaue Genlokalisation vor der Klonierung und Funktionsanalyse steht (positional cloning). Vor allem im Rahmen des Genomprojekts werden für die physikalische Kartierung heute verstärkt sog. sequence tagged sites (STSs), durch die Sequenz zweier primer festgelegte DNA-Sequenzbereiche, oder expressed sequence tags (ESTs), exprimierte STSs mit unbekanntem Phänotyp (Transkriptkarte), herangezogen. Lücken können durch überlappende YAC- (künstliches Hefechromosom) oder Cosmid-Klone (Cosmide) geschlossen werden – eine solche Klonkarte wird auch als contig map (contig) bezeichnet. Die Erstellung von Restriktionskarten (Restriktionsanalyse, RFLP) oder Rekombinationskarten (Mapping) ermöglicht ebenfalls einen Einblick in die relative Anordnung der Gene zueinander. Erst die Kombination und Integration möglichst vieler dieser Methoden gibt maximale Zuverlässigkeit, was die Anbindung an entsprechende Datenbanken (Bioinformatik) erfordert. In Kombination mit Chromosomenbänderungstechniken können schließlich bestimmte Genorte anschaulich dargestellt werden ( Chromosomenkarte I
Chromosomenkarte II
Chromosomenkarte III
Chromosomenkarte IV
). S1-Kartierung.

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