DNA

Alles Wichtige zu Genetik, DNS-Profilen und Gentests beim Hund, verständlich erklärt.

Die DNA bei Hunden ist immer wieder ein großes Thema. Hier können Sie sich über das Gesamtpaket DNA informieren. Das Thema ist sehr komplex, deshalb wurde es verständlich aufgebaut und erklärt. Unser Partner „Feragen“ war uns dabei eine sehr große Hilfe, und dafür sind wir sehr dankbar.

Heutzutage wird viel über Genetik, DNS und Gentests geredet. Nicht jeder weiß auf Anhieb, was mit den einzelnen Begriffen gemeint ist und welche Zusammenhänge bestehen. Daher wollen wir Sie auf den folgenden Abschnitten näher an diese Themen heranführen, indem wir Zusammenhänge beleuchten und Fachbegriffe erklären.

Geschichte der Genetik

Die Genetik, auch Vererbungslehre genannt, hat eine lange Geschichte:

• 1856Gregor Johann Mendel, ein Augustinermönch, führt Kreuzungsversuche mit Erbsen durch und veröffentlicht die Ergebnisse als Mendelsche Regeln. Die drei Grundregeln der Mendelschen Vererbung gelten bis heute.
• 1869Erstmals werden in Fischspermien Nukleinsäuren entdeckt, die Bausteine der DNS.
• 1878Menschliche Chromosomen werden entdeckt. Sie enthalten die einzelnen Gene, also unsere Erbinformationen.
• 1890Der Arzt Archibald Garrod erkennt den Zusammenhang zwischen manchen Erkrankungen und deren gehäuftem Auftreten in Familien. Er vermutet eine Vererbung, die auch eine Generation überspringen kann.
• 1903Der Biologe Walter S. Sutton stellt die Theorie auf, dass Chromosomenpaare unsere Erbinformationen enthalten. Thomas Morgan verfolgt den Ansatz weiter und erhält dafür 1933 den Nobelpreis.
• 1953James Watson und Francis Crick erhalten den Nobelpreis für die Entdeckung der Struktur der DNS, die einer Wendeltreppe gleicht und Doppelhelix genannt wird.
• 1969Erstmals kann ein einzelnes bakterielles Gen isoliert werden.
• 1982Von Bakterien produziertes menschliches Insulin kommt in den USA als erstes gentechnisch hergestelltes Medikament auf den Markt.
• 1984Der Begriff „DNS-Profil“ wird etabliert. Gemeint ist der genetische Fingerabdruck eines Menschen oder Tieres.
• 2003 / 20052003 wird das gesamte menschliche Erbgut entschlüsselt, das des Hundes erst 2005.

DNS – Bauplan des Lebens

Körper von Menschen und Tieren bestehen aus vielen unterschiedlichen, mikroskopisch kleinen Zellen. Jede Zelle besitzt einen eigenen Zellkern, der unsere kompletten Erbinformationen, die DNS, enthält. Die DNS besteht aus Chromosomen, die paarweise im Zellkern vorliegen.

Der Hund besitzt 39 Chromosomenpaare, von denen ein Paar Gonosomen (Geschlechtschromosomen) und 38 Paare Autosomen (Körperchromosomen) sind. Die zwei Gonosomen legen das Geschlecht fest: Ein Weibchen hat zwei X-Chromosomen, ein Männchen ein X- und ein Y-Chromosom. Die Autosomen sind in allen Körperzellen doppelt vorhanden, das wird als diploider Chromosomensatz bezeichnet. In den Keimzellen (Eier, Spermien) sind die Chromosomen dagegen einzeln (haploid) vorhanden. Bei der Befruchtung werden väterlicher und mütterlicher Chromosomensatz zusammengelegt, sodass wieder ein diploider Chromosomensatz entsteht.

Die DNS besteht aus vier unterschiedlichen Basen: Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin. Sie hängen immer in Paaren (A-T, C-G) aneinander und bilden lange Ketten wie eine Strickleiter. Diese „Strickleiter“ wird Doppelhelix genannt. Die Abfolge der Basenpaare bestimmt die Erbinformation. Einzelne Abschnitte auf der DNS werden als Gen bezeichnet und sind für die Ausbildung eines einzelnen Merkmals verantwortlich. Für viele Merkmale sind allerdings mehrere Gene zuständig. Das wird dann Genvariante oder Allel genannt.

DNS oder DNA?

Beides ist dasselbe: auf Deutsch Desoxyribonukleinsäure (DNS), auf Englisch Deoxyribonucleic acid (DNA).

DNS-Profilanalyse beim Hund

Was bringt eine Abstammungsanalyse oder ein DNS-Profil? Eine Abstammungsanalyse wird gerne auch als Vaterschaftstest bezeichnet, aber das ist nur die halbe Wahrheit, denn es kann die Elternschaft von beiden Elterntieren nachgewiesen werden. So kann bewiesen werden, welche Eltern am Nachwuchs beteiligt sind, und natürlich auch, welche nicht. Dieses Verfahren gibt Züchtern und Käufern Sicherheit. Eine DNS-Profilanalyse erlaubt Aussagen mit einer sehr hohen Sicherheit von mehr als 99,99 %.

Wie funktioniert das?

Als Probenmaterial eignen sich Maulschleimhautzellen (Abstrich) oder vom Tierarzt entnommenes Blut mit den darin enthaltenen Zellen. Die DNS wird isoliert, und bestimmte Abschnitte werden vervielfältigt. Diese Abschnitte werden als Mikrosatelliten oder „short tandem repeats“ bezeichnet und finden sich an bestimmten Positionen im Erbgut. Diese Wiederholungen sind typisch für jedes Individuum. Je nach Labor werden unterschiedliche Anzahlen von Mikrosatelliten untersucht, bei Feragen sind es zum Beispiel 19, die als Set untersucht werden. So ergibt sich für jedes Individuum ein individuelles Muster, das als genetischer Fingerabdruck oder DNS-Profil bezeichnet wird.

Bei der DNS-Profilanalyse wird der genetische Fingerabdruck des Nachwuchses mit dem der beiden Elterntiere verglichen. Er besteht zu 50 % aus Mikrosatelliten (auch Marker genannt) der Mutter und zu 50 % aus Markern des Vaters. Eine fehlende Übereinstimmung in nur einem der 19 untersuchten Marker lässt den Schluss zu, dass eines der angegebenen Elterntiere nicht das biologische Elternteil ist.

Mutationen und Folgen

Zellen leben nicht ewig, sie müssen von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden. Dazu wird eine Kopie der DNS erstellt, und dabei können sich Fehler einschleichen. Denken Sie nur an das Kinderspiel „Stille Post“, bei dem ein Satz durch Ins-Ohr-Flüstern von Kind zu Kind weitergegeben wird. Ein solcher Fehler wird Mutation genannt und muss nicht immer schlecht sein. Mutationen können Genvarianten auslösen, die dem Körper Vorteile verschaffen. Sie können aber auch zu genetischen Krankheiten führen. Treten Mutationen in den Eizellen oder Spermien auf, werden sie an die Nachkommen weitergegeben. Bei Mutationen kann es zum Austausch (Substitution) einzelner oder mehrerer Basen kommen, es können aber auch einzelne oder mehrere Basen eingefügt (Insertion) oder entfernt (Deletion) werden.