Färbemethoden

Die Charakterisierung der Chromosomenpaare mittels einer Färbetechnik, welche die Bänder eines Chromosoms darstellt, ist seit 1970 möglich.
Anhand des schwarz-weiß-Musters können die einzelnen Chromosomen erkannt und zugeordnet werden. Homologe Chromosomen stimmen in Zahl und Anordnung ihrer Banden und damit ihrer Gene überein.

Diverse Bänderungsmethoden:

Q-Banding - Quinacrine - transverse, floureszierende Bänder
G-Banding - Giemsa-Färbung / mit SSC oder Trypsin-Vorbehandlung
C-Banding - färbt konstitutives Heterochromatin
T-Banding - färbt die Telomerregion
NOR-Banding - Satellitenfärbung
R-Banding (reverse) - Negativ zur Giemsafärbung, hell = dunkel und umgekehrt

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Giemsa-Färbung

Giemsa färbt die DNA aller Chromosomen einheitlich an. Dadurch wird die Zahl der Chromosomen feststellbar und numerische Aberrationen können leicht erkannt werden. Außerdem kann man die Chromosomen an Hand ihrer Größe und der Lage des Zentromers (meta-, submeta- und akrozentrisch) in 6 Gruppen (A-G) einteilen, eine individuelle Unterscheidung der Chromosomen ist allerdings nicht möglich.

Q-Banding

Die Bänderung mit dem Fluoreszenzfarbstoff Quinacrine (Q-Banden) war 1970 die erste Bänderungsfärbung, die eine individuelle Unterscheidung der Chromosomen ermöglichte.

Die helle Fluoreszenz findet sich dabei in DNA-Abschnitten mit AT-reichen Basenpaaren. Das kommt daher, weil AT-reiche DNA die Quinacrine-Fluoreszenz steigert, CG-reiche DNA sie dagegen vermindert ("quencht"). Weiters spielen bei dieser Färbung auch die Variationen der Basenzusammensetzung entlang der gesamten Länge des Chromosoms und DNA-Protein-Wechselwirkungen eine Rolle.

G-Banding

Durch diese Färbung ist eine individuelle Zuordnung der Chromosomen möglich. So können Karyotypen von fetalen Zellen und Tumorzellen dargestellt werden. Zytogenetische Mutagenwirkungen können sowohl in vivo als auch in vitro untersucht werden.

Trypsin-Vorbehandlung gealterter Chromosomen (über Nacht bei 50°C auf einer Heizplatte oder 3 Tage bei Raumtemperatur) mit anschließender Giemsa-Färbung erzeugt ein G-Bandenmuster (GTG-Bänderung).

Durch DNA-Protein-Interaktionen, die wohl je nach Basenzusammensetzung unterschiedlich ausgebildet sind, wird die Giemsa-Färbung der DNA an bestimmten Stellen (CG-reiche Regionen) verhindert, wodurch die hellen Banden entstehen.

R-Banding

Bei den R-Banden ist das G-Bandenmuster gerade umgekehrt (reverse), also Stellen im Chromosom, an dem dunkle G-Banden liegen, stellen sich in der R-Bänderung hell dar.

Die R-Bänderung ist relativ schwierig, denn die Färbeschritte (hohe Temperatur von 87°C, Zeitangaben, verschiedene Puffer) müssen sehr genau beachtet werden.

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T-Banding

Das Telomer-Banding färbt die Endstücke (Telomere) der Chromosomen an. Dies wird durch eine übertriebene R-Bänderung erreicht.

C-Banding

Die C-Bänderung erlaubt keine individuelle Unterscheidung der Chromosomen. Es wird das zentromernahe Heterochromatin aller Chromosomen angefärbt, besonders deutlich tritt dies am perizentromerischen Heterochromatinblock der Chromosomen 1, 9 und 16 sowie am distalen Heterochromatinblock des Y-Chromosoms zu Tage.

Silberfärbung (NOR-Banden)

An speziellen Stellen im Chromosom werden die Nukleolen gebildet, weswegen diese als Nukleolenbildungsorte (Nucleolus organizing regions = NORs) bezeichnet werden.

Beim Menschen finden sie sich an den akrozentrischen Chromosomen, also 13, 14, 15, 21 und 22. In dieser Region - sie liegt zwischen den Satelliten und dem kurzen Arm -, finden sich multiple DNA-Kopien oder Gene, die für die größere Fraktion (28s) der ribosomalen DNA kodieren.

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:: Quellenangabe

· The AGT Cytogenetics Laboratory Manual

 Autor: M.J. Barch, T. Knutsen, J.L. Spurbeck
Jahr: 3. Auflage
Verlag: Lippincott-Raven
ISBN 0-397-51651-7