Note: Intro -- Automatische genetische Analytik -- Vorwort -- Geleitwort -- Copyright Page -- Inhalt -- 1 Bedarf und Konzept einer integrierten automatischen DNA-Analyse -- 1.1 Was hat die DNA-Analyse so populär gemacht? -- 1.2 Methodische Quantensprunge machten die DNA,, reif" für die Routineanalyse -- 1.3 Was bedeutet integrierte automatische genetische Analyse? -- 1.3.1 Teilbereiche der molekularen DNA-Analyse -- 1.3.2 Das Konzept der Integration -- 2 Die DNA-Präparation für die automatische DNA- Analyse -- 2.1 Einführung -- 2.2 Vektoren für die DNA-Präparation -- 2.3 DNA-Präparation durch PCR -- 2.4 Methoden zur Plasmidpraparation -- 2.4.1 Alkalische Lyse -- 2.4.2 Boiling-Methode -- 2.4.3 Aufreinigung der Plasmid-DNA über Säulen -- 2.5 ,,Solid-Phase"-DNA-Präparation -- 2.6 Molekularbiologische Workstation -- 2.7 Auswirkungen der DNA-Template-Qualität auf die automatische DNA-Sequenzierung -- 2.8 Literatur -- 3 Die PCR als Grundlage in der molekularen DNA- Analyse -- 3.1 PCR - das Grundprinzip -- 3.2 Automatisierung der PCR -- 3.3 Optimierung von PCR-Reaktionen -- 3.3.1 Reaktionsparameter -- 3.3.2 Optimierungsstrategien -- 3.4 Optimierung der Amplifikationspräzision -- 3.5 Spezielle PCR-Verfahren -- 3.5.1 Touchdown-PCR -- 3.5.2 Nested-PCR -- 3.5.3 Hot-Start-Technik -- 3.6 Thermostabile Enzyme -- 3.6.1 Taq-DNA-Polymerase -- 3.6.2 rTth -DNA-Polymerase -- 3.6.3 VentTM DNA-Polymerase -- 3.6.4 Pfu-DNA-Polymerase -- 3.6.5 UITmaTM DNA-Polymerase -- 3.7 PCR und Kontaminationen -- 3.8 Analyse der Amplifikationsprodukte -- 3.8.1 Gelelektrophorese -- 3.8.2 High Performance Liquid Chromatographie (HPLC) -- 3.8.3 Kapillar-Elektrophorese (CE) -- 3.8.4 TaqManTM-Assay zur Analyse von PCR-Produkten -- 3.9 Literatur -- 4 Die DNA-Synthese als grundlegendes Werkzeug in der molekularen DNA-Analyse -- 4.1 Entwicklung der DNA-Synthese. , 4.2 Chemische Grundlagen der DNA-Synthese -- 4.3 Chemischer Ablauf der DNA-Synthese -- 4.3.1 Detritylierung -- 4.3.2 Monomeraddition -- 4.3.3 Capping -- 4.3.4 Oxidation -- 4.4 Automatisierung der DNA-Synthese -- 4.5 Optimierung der DNA-Synthese -- 4.6 Aufarbeitung von Oligonukleotiden -- 4.6.1 Gelelektrophorese -- 4.6.2 High Performance Liquid Chromatographie (HPLC) -- 4.6.3 Kapillar-Elektrophorese -- 4.7 Mögliche Konsequenzen der Verwendung nichtgereinigter Oligonukleotide auf spätere Anwendungen -- 4.8 Markierung von Oligonukleotiden -- 4.8.1 Biotin-Markierung -- 4.8.2 Phosphorylierung -- 4.8.3 Fluoreszenzmarkierung -- 4.9 Anwendungen von Oligonukleotiden -- 4.10 Literatur -- 5 DNA-Sequenzanalyse -- 5.1 Einleitung -- 5.2 Sequenzier-Techniken -- 5.2.1 Maxam-Gilbert-Sequenzierung -- 5.2.2 Sequenzierung nach Sanger -- 5.2.3 ,,Cycle-Sequenzierung -- 5.2.4 Multiplex-Sequenzierung -- 5.3 Templates -- 5.3.1 Phagen und Phagemide -- 5.3.2 Plasmide und Cosmide -- 5.3.3 PCR-Produkte -- 5.3.4 Magnetic Beads -- 5.4 Markierungs-Methoden -- 5.4.1 Sequenzierung mit markierten Primern -- 5.4.2 Sequenzierung mit markierten Desoxynukleotiden -- 5.4.3 Sequenzierung mit markierten Didesoxynukleotiden (DyeTerminatoren) -- 5.4.4 Nachträgliche Sequenz-Markierung -- 5.5 Der Weg zur vollständigen Sequenz -- 5.5.1 Geringer Aufwand für die Probenvorbereitung -- 5.5.2 Kurze Analysezeiten rnit hoher Genauigkeit -- 5.5.3 Hohe Leseweiten -- 5.5.4 Vergleichende Sequenzbestimmung -- 5.5.5 Detektionsverfahren -- 5.6 Datendarstellung -- 5.7 Literatur -- 6 DNA-Fragmentgrößenbestimmung und Quantifizierung -- 6.1 Einführung in die DNA-Fragmentanalyse -- 6.2 Markierung der DNA-Fragmente -- 6.2.1 Fluoreszenzmarkierte Primer -- 6.2.2 Markierung mit fluoreszenzmarkierten dNTPs -- 6.2.3 Markierung von dsDNA rnit Fluoreszenzdimeren (Interkalatoren). , 6.3 Exakte Längenbestimmung mit Hilfe eines internen Langenstandards -- 6.4 Sensitivität, Kapazität und Reproduzierbarkeit der automatischen Fragmentlängenbestimmung -- 6.5 Automatische Datenanalyse -- 6.6 Quantitative Anwendungen in der Fragmentanalyse -- 6.7 Mutations-Detektions-Methoden -- 6.7.1 Die Identifizierung von Mutationen -- 6.7.2 PCR-basierende Mutations-Detektions-Methoden -- 6.7.3 Multiplex-PCR für die Detektion von Deletionen -- 6.7.4 Detektion von Punktmutationen -- 6.7.5 Vergleich und Bewertung der verschiedenen Mutations-Detektions-Methoden -- 6.8 Kopplungsanalysen -- 6.9 STR-Analysen in der forensischen Spurenkunde -- 6.10 Automatische genetische Analyse in der Landwirtschaft -- 6.11 Literatur -- 7 Grundlagen und Entwicklung der multifluorophoren Laser-Scanning- Technologie -- 7.1 Einleitung -- 7.2 Die Ausgangssituation: Monomarkersysteme auf der Basis radioaktiver Nuklide oder einzelner Fluorochrome zur Detektion von DNA-Fragmenten -- 7.2.1 Radioaktivität -- 7.2.2 Chemilumineszenz -- 7.2.3 Fluorescein- und Rhodaminderivate, Ethidiumbromid, TOTO TM -- 7.2.4 Detektion von Emissionsstrahlung bei nichtradioaktiven Monomarkersystemen -- 7.2.5 Datenerfassung und -interpretation -- 7.3 Multimarkersysteme auf der Basis von Fluoreszenzfarbstoffen zur Detektion von DNA-Fragmenten -- 7.3.1 Das Systemkonzept -- 7.3.2 Chemische Struktur und physikalische Grundlagen der Fluorophore: Absorption, Emission und Empfindlichkeit -- 7.4 Laser-(Scanning-)Technologie als Grundlage eines Multimarker-Detektionssystems -- 7.4.1 Grundlagen der ,,On-line"-Detektion von Multimarkersystemen -- 7.4.2 Das Systemkonzept der Laser-Scanning-Technologie: Der Aufbau einer Multimarker-DNA-Analysestation mit hoher Kapazität -- 7.4.3 Das Systemkonzept der Laserdetektion bei der Multimarker-DNA-Analyse in Kapillaren. , 7.5 Variable Medien und Gellangen: Die vielseitigen Möglichkeiten der Elektrophorese mit ,,On-line"- Detektion -- 7.6 Perspektiven in der Detektionstechnologie -- 7.7 Literatur -- 8 Datenverarbeitung in der genetischen Analyse -- 8.1 Grundanforderungen: Integration, Automatisierung und Flexibilität -- 8.1.1 Integration -- 8.1.2 Automatisierung -- 8.1.3 Flexibilität -- 8.2 Einzelne Arbeitsprozesse der Datenverarbeitung in der genetischen Analyse -- 8.2.1 Datenvisualisierung -- 8.2.2 Dateneditierung -- 8.2.3 Datenanalyse -- 8.2.3.1 Sequenzalignment und Homologieanalysen -- 8.2.3.2 Sequenzassembling und Konsensussequenz-Generierung -- 8.2.3.3 Datenbanksuche -- 8.2.3.4 Sequenzstruktur- und Motivanalyse -- 8.2.3.5 Analyse des Informationsgehalts von DNA-Sequenzen -- 8.2.4 Datenarchivierung/Datenbanken -- 8.3 Spezifische Anforderungen bei der Analyse von DNA-Fragmentdaten -- 8.4 Kriterien für die Auswahl der Hard- und Software -- 8.4.1 Plattformübergreifendes Arbeiten -- 8.4.2 Erweiterbarkeit -- 8.4.3 Netzwerkfähigkeit -- 8.5 Sicherheit der Datenverarbeitung -- 9 Identifizierung von Genen und Markern -- 9.1 Genetische Kartierung -- 9.2 Kartierung von genetischen Markern -- 9.3 Automatisierung der Genotypisierung -- 9.4 Perspektiven der genetischen Kartierung -- 9.5 Literatur -- 10 Polymorphismus- und Mutationsanalyse -- 10.1 Segregationsanalyse gekoppelter polymorpher Marker -- 10.2 Mutationsanalyse -- 10.3 Zusammenfassung -- 10.4 Literatur -- 11 DNA-Analytik in der Forensik -- 11.1 Spurenmaterial in Kriminalfällen -- 11.2 Aussagekraft bei Übereinstimmungen von Erbmerkmalen -- 11.3 Forensisch bedeutsame Polymorphismen -- 11.4 Methoden der VNTR-Typisierung -- 11.4.1 Southern-Analyse -- 11.4.2 Polymerase Chain Reaktion (PCR) -- 11.5 Aussichten der VNTR-Typisierung -- 11.6 Weitere Aspekte der DNA-Analyse in der Forensik -- 11.7 Literatur. , 12 DNA-Sequenzierung in der medizinischen Mikrobiologie -- 12.1 Einführung -- 12.2 Theoretische Grundlagen -- 12.3 Humanes Immundefizienzvirus -- 12.3.1 Sequenzvariation von HIV-Subtypen -- 12.3.2 Sequenzvariation in der PND des HIV-1/gp120-Oberflächenproteins -- 12.3.3 Bestimmung antiretroviraler Resistenzen gegen HIV-Therapeutika -- 12.4 Hepatitis B-Virus -- 12.5 Resistenzentwicklungen bei bakteriellen Erregern -- 12.6 Ausblick -- 12.7 Literatur -- 13 Anwendung molekularbiologischer Methoden im Agrarbereich -- 13.1 Einleitung -- 13.2 Malignes Hyperthermie-Syndrom beim Schwein (MHS) -- 13.3 Bovine Leukozyten-Adhäsions-Defizienz (BLAD) -- 13.4 Molekularbiologische Bestimmung der Milchproteinvarianten -- 13.5 DNA-Fingerprinting -- 13.6 DNA-Mikrosatelliten-Analyse -- 13.7 Zusammenfassung -- 13.8 Literatur -- Glossar -- Sachverzeichnis.