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Oligonucleotid-Synthese

Verwendung von Oligonucleotiden (Anwendung)

Für viele molekularbiologische und biochemische Arbeiten werden Oligonucleotide mit einer beliebigen Sequenz benötigt. Sie dienen

  • als Primer für die Polymerase-Kettenreaktion (PCR),
  • für die DNA-Sequenzierung,
  • für die Mutagenese von DNA oder
  • zur Aufklärung von Wechelwirkungen zwischen Proteinen und Nucleinsäuren. Die entsprechend markierten Oligonucleotide werden dazu in NMR-Experimenten mit Proteinen eingesetzt.

Oligonucleotide sind auch wichtige Hilfsmittel in der Diagnostik. Sie werden als Sonden beim Southern-Blot für die Diagnose genetischer Krankheiten wie zum Beispiel bei der pränatalen Erkennung eingesetzt. Diese Krankheiten entstehen oft durch eine spezifische Veränderung in einem Gen. Durch mehrere Waschschritte nach der Hybridisierung der Sonde ist es möglich, dass nur ein komplementäres Oligonucleotid mit dem entsprechenden DNA-Abschnitt hybridisiert. Selbst bei nur einer fehlgepaarten Base kann die Hybridisierung unter geeigneten Bedingungen ausbleiben.

Abb.1
Erythrocyten: drei gesunde rote Blutkörperchen (rund, oval) und ein krankes rotes Blutkörperchen (sichelförmig).

Die Sichelzellen-Anämie entsteht durch den Austausch einer einzigen Base. Dieser Basenaustausch hat die Aminosäure-Substitution Glu 6 durch Val 6 in der β-Untereinheit des Hämoglobins zur Folge. Bei geeigneter Temperatur hybridisiert ein Oligonucleotid aus 19 Resten, das komplementär zu dem mutierten Abschnitt des Sichelzellen-Gens ist, mit der DNA von Sichelzellen-Homozygoten, aber nicht mit der DNA normaler Individuen. Ein umgekehrtes Ergebnis erhält man unter Verwendung eines Oligonucleotids, das zum normalen Hbb-Gen komplementär ist. Die Hybridisierung der DNA von Sichelzellen-Heterozygoten erfolgt mit beiden Sonden. In der pränatalen Diagnostik der Sichelzellen-Anämie können daher diese Oligonucleotide verwendet werden. DNA-Sonden-Verfahren können außerdem zur Identifikation pathogener Bakterien eingesetzt werden und somit die langsameren und weniger effizienten Kulturtechniken ablösen.

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