DNA-Hybridisierung

Die DNA-Hybridisierung ist eine wichtige Methode der Verwandtschaftsbestimmung zwischen verschiedenen Arten. Der Ablauf erfolgt in vier Hauptschritten:

1. Isolierung der DNA zweier zu vergleichender Arten

   • Die DNA-Isolierung kann aus verschiedenen Geweben erfolgen, z.B. aus der Mundschleimhaut
   • Verschiedene DNA-Isolierung Methoden können je nach Probe angewendet werden

2. Denaturierung der DNA bei 95°C

   • Durch die hohe Temperatur lösen sich die Wasserstoffbrücken zwischen den DNA-Strängen
   • Die Doppelhelix trennt sich in Einzelstränge

3. Mischen und Renaturieren der Einzelstränge

   • Die Einzelstränge der verschiedenen Arten werden gemischt
   • Beim Abkühlen bilden sich neue Wasserstoffbrücken, wo komplementäre Basenpaare vorliegen
   • Es entstehen Hybrid-DNAs zwischen den verschiedenen Arten

4. Erneutes Denaturieren und Messung der Schmelztemperatur

   • Die Schmelztemperatur (T50) gibt an, bei welcher Temperatur 50% der DNA denaturiert vorliegt
   • Je niedriger die Schmelztemperatur, desto weniger verwandt sind die Arten

Wichtiges Konzept: Je mehr Wasserstoffbrücken zwischen den Hybrid-DNAs verschiedener Arten gebildet werden können, desto höher ist ihre Schmelztemperatur. Eine höhere Schmelztemperatur weist auf eine engere evolutionäre Verwandtschaft hin, da mehr komplementäre Basenpaare zwischen den Arten vorhanden sind.

Die Schmelzkurve (Abbildung B) zeigt den Anteil einzelsträngiger DNA in Abhängigkeit von der Temperatur. Anhand dieser Kurve kann die T50 abgelesen und die Verwandtschaft verschiedener Arten verglichen werden.

DNA-Hybridisierung Beispiel: Beim Vergleich von Mensch und Schimpanse liegt die genetische Übereinstimmung bei etwa 98%, was sich in einer hohen Schmelztemperatur der Hybrid-DNA widerspiegelt.

Ein Nachteil der DNA-Hybridisierung ist, dass sie im Vergleich zur DNA-Sequenzierung weniger genaue Ergebnisse liefert, da sie nur allgemeine Ähnlichkeiten und nicht exakte Sequenzen vergleicht.