Lexikon

DNA-Microarray

DNA-Chip, der Informationen über die Aktivität einzelner Gene liefert

DNA Microarrays helfen dabei, mögliche Änderungen in der Aktivität (Expression) bestimmter Gene in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren herauszufinden. In der Gentechnik wird die Methode beispielsweise angewandt, um die Expression in transgenen und nicht-transgenen Pflanzen zu vergleichen.

In einem ersten Schritt wird zunächst die mRNA (messenger-RNA, Boten-DNA) des zu untersuchenden Organismus isoliert. Menge und Zusammensetzung der mRNA einer Zelle geben Aufschluss darüber, welche Gene wie häufig abgelesen werden. Anhand der mRNA lassen sich die DNA-Teilstücke rekonstruieren, die die von der mRNA abgelesene Information enthalten. Diese rekonstruierte DNA (cDNA) wird mit einem fluoreszierenden Farbstoff markiert.

Auf dem DNA-Microarray sind sämtliche Gene des zu untersuchenden Organismus auf einer Glasplatte, dem „Gen-Chip“, als einsträngige DNA angeordnet (englisch array = Anordnung). Die erzeugte cDNA wird auf den DNA-Chip gegeben und die cDNA-Sequenzen binden (hybridisieren) an ihren komplementären Gegenpart auf dem Array.

Um etwa die Genexpression von zwei Proben vergleichen zu können (siehe Abb.), wird dann die Fluoreszenz gemessen. Position, Intensität und Farbe eines jeden Punktes (spot) auf dem Chip geben Aufschluss über die Expressionsrate eines einzelnen Gens. Erscheint ein blauer Punkt, so bedeutet dies, dass das betreffende Gen in der Probe A stärker exprimiert wird als in der Probe B. Ein gelber Punkt bedeutet eine stärkere Expression in Probe B. Grüne Punkte zeigen eine gleich starke Aktivität des Gens in beiden Proben an.