Was ist ein Minisatellit?
Ein Minisatellit ist ein kleiner Teil des Desoxyribonukleinsäure (DNA) -Makromoleküls, das für die Kodierung und Übertragung der genetischen Eigenschaften des Menschen verantwortlich ist. Dieses Molekül besteht aus einer leiterartigen Struktur alternierender Basenpaare von Phosphat- und Desoxyribosemolekülen. Im Falle eines Minisatelliten existieren häufig nur 10 bis 60 Basenpaare, manchmal können jedoch 100 oder mehr vorhanden sein. Es ist bekannt, dass diese Minisatelliten an mehr als 1.000 Stellen im menschlichen Genom existieren, was für alle genetischen Merkmale eines Organismus kodiert.
Das erste Minisatellitenmolekül wurde 1980 von AR Wyman und R. White an den National Institutes of Health (NIH) in den USA entdeckt. Dies führte dazu, dass DNA-Fingerabdrücke frühzeitig in der Kriminalforensik eingesetzt wurden. Später wurde festgestellt, dass sie hypervariabel oder hypermeabel sind und eine durchschnittliche Grundmutationsrate von bis zu 20% aufweisen. Dies klassifizierte den Minisatelliten als die instabilste Region des menschlichen Genoms.
Es gibt auch Mikrosatelliten-DNA-Abschnitte, in denen genetische Sequenzen aus nur zwei bis fünf Basenpaaren bestehen. Aufgrund der Tatsache, dass sowohl die Minisatelliten- als auch die Mikrosatellitenstruktur sehr variabel sind und hohe Mutationsraten aufweisen, werden sie häufig in einer Vielzahl von Forschungen verwendet. Zu den Zwecken, für die sie verwendet werden, gehören die gesetzliche Identifizierung der genetischen Eltern eines Individuums, die Kartierung genetischer Variationen in der menschlichen Bevölkerung und die Untersuchung von Krebs. Lange Arrays von Minisatelliten mit einer Länge von über 100 Basenpaaren gelten als sehr instabil. Untersuchungen an Mäusen haben gezeigt, dass sie eine Mutationsrate von bis zu 100% aufweisen, insbesondere im Kleinhirnbereich des Gehirns.
Der Grund, warum Minisatelliten-DNA als inhärent instabil angesehen wird, ist, dass es sich um eine wiederholte Sequenz von DNA-Basenpaaren handelt, die offenbar keine exprimierten genetischen Merkmale codiert. Diese Minisatellitenmoleküle kommen in einer Vielzahl von Tieren und anderen Organismen wie Bakterien vor. Wie Introns, die ebenfalls nicht-kodierende DNA-Abschnitte sind, hat Minisatelliten-DNA keine verstandene Funktion. Sie wurden jedoch mit Erkrankungen wie der Huntington-Krankheit und verschiedenen Krebsarten in Verbindung gebracht.
Ein möglicher Zweck für Minisatelliten-DNA könnte die Rolle sein, die sie dort spielen, wo sie am Ende von Telomeren existieren. Ein Telomer ist ein DNA-Abschnitt am Ende eines Chromosoms, der dazu dient, das Chromosom vor Beschädigung und vor dem Verlust genetischer Kodierungssequenzen zu schützen, die bei der Zellteilung verwendet werden. Es ist bekannt, dass die Verkürzung von Telomeren zum Alterungsprozess beiträgt, und Laborexperimente zur Verlängerung der Telomerlänge haben es ermöglicht, Zellen über ihre normale Lebensdauer hinaus gesund zu halten. Tatsächlich wird das Enzym Telomerase, das die Telomere aufrechterhält, auch von Krebszellen aktiviert, was ihnen einen Grad an virtueller Unsterblichkeit verleiht.