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Eindeutige Abstammungskontrolle mittels Mikrosatelliten

Im Tierzuchtgesetz, in den Zuchtbuchordnungen der einzelnen Herdbuchverbände, sowie den Zuchtordnungen der einzelnen Pferde- und Hundzuchtverbände ist die Überprüfung der Abstammung als wesentlicher Bestandteil der internen Kontrolle der Zuchtbuchführung vorgeschrieben. So werden zum Beispiel neben stichprobenartigen Kontrollen alle Rinder, die aus einem Embryotransfer stammen, einer Abstammungskontrolle unterzogen. Eine solche Überprüfung erfolgt selbstverständlich auch bei allen wertvollen Zuchttieren, wie z. B. bei Pferden. Die früher in der Praxis überwiegend angewendete Methode der Bluttypenbestimmung erreicht nur eine Ausschlusswahrscheinlichkeit von 90 bis 95%. Das bedeutet, dass statistisch gesehen von 100 falsch angenommenen Eltern nur 90 bis 95 falsche Elternteile tatsächlich erkannt und von der Elternschaft ausgeschlossen werden können.

Das Verfahren der DNA-basierten Methode der Genotypisierung mittels Mikrosatelliten ist demgegenüber nach dem Stand der Technik die sicherste wirtschaftliche Methode der eindeutigen Tieridentifikation. Hierbei wird mittels der Untersuchung von Mikrosatelliten (Markern) ein genetisches Profil des Einzeltieres erstellt (häufig auch als "genetischer Fingerabdruck" bezeichnet). Vergleicht man das DNA-Profil eines Nachkommens mit denen der angenommenen Eltern, so kann anhand der genetischen Marker die Elternschaft mit einer Ausschlusssicherheit von weit über 99% überprüft und gesichert werden.

DNA-Mikrosatelliten als Marker

Das Erbgut setzt sich aus vier Bausteinen zusammen: Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) und Thymin (T). Mikrosatelliten bestehen aus identischen, sich mehrfach wiederholenden DNA-Sequenzmustern (z.B. ...CACACACA..., eines der häufigsten Muster), die sich über das gesamte Erbgut verteilen, ohne dabei Eigenschaften zu kodieren. Die Anzahl dieser Wiederholungseinheiten variiert zwischen verschiedenen Individuen und ist die Voraussetzung für ihre Eignung als so genannte Marker.

Die Kombination der einzelnen Größen der jeweiligen Marker kennzeichnet den Genotypen eines Individuums. Diese Unterschiede in den jeweiligen Markern werden bei verschiedenen Tierarten (z. Zt. Pferd, Rind, Schwein und Hund) genutzt, um die Identität der jeweiligen Individuen oder die jeweilige Elternschaft zu bestimmen. In der Pferdezucht wird z. B. durch die kombinierte Anwendung von zwölf Markern eine durchschnittliche Ausschlusswahrscheinlichkeit von über 99,9% erreicht, wobei diese zwölf Marker aufgrund einer Standardisierung international vergleichbar sind und das Datenmaterial zwischen den Laboren, die ebenfalls nach international anerkannten Standards arbeiten, auf Kundenwunsch austauschbar machen.

Feststellung von Gendefekten bzw. besonderen Eigenschaften

Neben der reinen Identitäts- bzw. Abstammungskontrolle können DNA-Analysen auch weitere wertvolle, züchterisch relevante Informationen liefern. In fast allen Bereichen der Tierzucht sind rezessiv (verdeckt) vererbte Gendefekte ein bekanntes Problem. Diese Gendefekte führen häufig nur dann zu direkt erkennbaren Erkrankungen, wenn das entsprechende Gen in einem Tier in homozygoter (reinerbiger) Form vorliegt. Heterozygote, d. h. mischerbige Merkmalsträger sind äußerlich nicht erkennbar und bleiben so in der Regel unerkannt, was zu einer Verbreitung des Gendefekts in der Population führen kann. Besteht jedoch Kenntnis über den für die Erbkrankheit verantwortlichen Genort, so können, nach der Etablierung eines entsprechenden Gentests die Merkmalsträger eindeutig identifiziert und aus der Zucht ausgeschlossen werden. Zumindest jedoch wird durch die DNA-Analytik das Risiko minimiert, reinerbig betroffene Tiere zu züchten. In der Nutztierhaltung werden seit einigen Jahren Gentests in der Praxis eingesetzt, um zu prüfen, ob wertvolle Zuchttiere Merkmalsträger von rezessiven Erbkrankheiten sind.

Auf die gleiche Art kann das reinerbige Vorhandensein erwünschter Eigenschaften, wie z.B. Merkmale, die zu einer besonders guten Milchqualität beitragen, bei potentiellen Zuchttieren nachgeprüft werden.

Auch ist nunmehr eine steigende Zahl von Gentests verfügbar, die die Erbanlagen für die unterschiedlichen Fellfarben feststellen können und somit eine recht weitgehende Vorhersage der Fellfarbe der zu züchtenden Tiere ermöglichen.

Die so genannten Gentests beruhen in der Regel auf der Tatsache, dass für die zu untersuchende Erbeigenschaft ein Baustein im genetischen Code verändert (mutiert) ist. Wenn diese Mutation erst einmal aufgeklärt ist (was mehrere Jahre dauern kann), kann in einer enzymatischen Reaktion die Mutation direkt nachgewiesen werden. In der Biotechnologie ist heutzutage ein großes Arsenal von Enzymen verfügbar, welche in der Lage sind, ganz konkrete Bausteinabfolgen zu erkennen und an diesen Stellen das Erbgut in bestimmter Form zu zerschneiden. Ein gängiges Laborverfahren ist zum Beispiel, dass man das zu untersuchende Stückchen Erbgut in einer ersten enzymatischen Reaktion vervielfältigt und nachfolgend in einer zweiten enzymatischen Reaktion nachsieht, ob in diesem vervielfältigten Stück Erbgut die betreffende Mutation vorliegt, also ob das Stück Erbgut in zwei oder mehr Teile zerschnitten wird. Modernere, technisch sehr anspruchsvolle Methoden machen inzwischen diese Abfolge von zwei enzymatischen Reaktionen überflüssig. Sie sind jedoch recht komplex, so dass hier auf die einschlägige Literatur zur so genannten SNP-Diagnostik verwiesen wird.

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