scinexx | Überblick: Das Wichtigste in Kürze - DNA Genetik Gene - DNA, Genetik, Gene, Genanalyse, DNA-Chip, Krankheit, Gendefekt, Krebs, Medizin, Technik, Terahertz-Strahlung, Scan, Chip, Laser

Freitag, 10.02.2012

Dossier

Überblick

Das Wichtigste in Kürze

Die Analyse unserer DNS verrät vieles von dem, was in unserem Körper vorgeht. So lassen sich damit Krankheitserreger im Körper nachweisen, aber auch Erbkrankheiten oder ein erhöhtes Krebsrisiko feststellen.

Alle Verfahren für die Hochdurchsatzanalyse von genetischem Material basieren auf der natürlichen Eigenschaft von DNS-Bausteinen, sich mit ihren fehlenden Partnersträngen zu verbinden. Wie bei einem Puzzle fügen sich das Träger-Substrat und die gesuchte Ziel-DNS nach dem „Schlüssel-Schloss-Prinzip“ ineinander. Die Ansätze unterscheiden sich lediglich in der Art, wie dieses Andocken detektiert wird.

Eine weit verbreiterte Technik ist die Markierung von DNS-Strängen mit fluoreszierenden Farbstoffmolekülen. Dieses Verfahren birgt allerdings gewisse Nachteile. So ist es aufwendig und kostenintensiv die DNS-Proben mit den entsprechenden fluoreszierenden Markern zu versehen. Darüber hinaus können die Farbstoffmoleküle den Nachweis von Genen beeinträchtigen, da die Leuchtsignale mitunter variieren.

Die Terahertz-Wellen regen dagegen in den DNS-Molekülen eine Reihe von charakteristischen Schwingungen an, die nur in gebundenen Gensequenzen möglich sind. Über die THz-Resonanzen, die als Absorption oder Refraktion messbar sind, kann der Bindungszustand zwischen bekannten und unbekannten DNS-Sequenzen direkt bestimmt werden. Damit wird es möglich THz Biochips aufzubauen, die ohne jegliche Markierung Gensequenzen direkt quantitativ nachweisen und identifizieren können.

Der DNS-Scanner des Forscherteams um Haring Bolívar setzt sich aus drei Bauteilen zusammen. Erstens aus der THz-Strahlenquelle, zweitens aus einem DNS-Chip, der mit zahlreichen unterschiedlichen DNS-Sequenzen bestückt werden kann – je nach Analyseinteresse (Nachweis von Tumorzellen, Viren oder Bakterien) mit jeweils anderen Einzelsträngen – und drittens aus einem Detektor, der die Strahlungsresonanz misst

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Stand 04.01.2008

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