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Lexikon der Biologie: Genlokalisation

Genlokalisation w, Bestimmung der genauen physikalischen Lokalisation von bekannten Genen (Gen) innerhalb des gesamten Genoms bzw. auf den Chromosomen eines Organismus (physikalische Kartierung; Genkartierung). Frühe Untersuchungen zur Genlokalisation bei Drosophila melanogaster beruhten auf der mikroskopischen Analyse von spezifisch angefärbten Riesenchromosomen (Chromosomenfärbung) der Speicheldrüsenzellen. Hierbei wurde versucht, bestimmte Eigenschaften (genetische Marker) mit bestimmten Färbungsmustern oder Chromosomenstücken zu korrelieren und so diesen Bereichen zuzuordnen. Neuere und auch für andere Organismen anwendbare Methoden bedienen sich der in-situ-Hybridisierung von Chromosomen mit radioaktiv oder nichtradioaktiv (Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung) markierten DNA-Fragmenten bekannter klonierter Gene. Eine weitere elegante, jedoch aufwendige Methode nutzt die Techniken der Zellfusion und Somazell-Genetik. Hierbei werden Human-Fibroblasten mit Zellen von Nagern (Maus, Hamster) fusioniert. Über Heterokaryonen (Heterokaryose) bilden sich Somazellhybride, aus denen die meisten menschlichen Chromosomen nach und nach zufällig eliminiert werden. Nach einiger Zeit entstehen stabile Klone von Hybridzellen mit wenigen, im Idealfall mit nur noch einem menschlichen Chromosom. Durch Austesten verschiedener Zellklone auf Enzymaktivitäten oder Antigene, die nur in menschlichen Zellen exprimiert werden und Nagerzellen fehlen, ist es schließlich möglich, einzelnen Chromosomen die den Aktivitäten zugrundeliegenden Gene zuzuordnen. Eine Verfeinerung dieser Technik ist durch den gezielten Transfer von Chromosomen-Bruchstücken oder einzelnen DNA-Abschnitten in definierte Rezeptorzellen möglich (Genübertragung). Weitere Methoden zur Untersuchung der Anordnung der Gene im Genom eines Organismus sind z.B. Restriktionsanalyse oder Rekombinationskartierung (Mapping). Diese Methoden ermöglichen einen Einblick in die relative Anordnung der Gene zueinander und sind daher ein wichtiger Schritt zur genauen physikalischen Genlokalisation. Nathans (D.).

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