Zytogenetische Diagnostik

Die Zytogenetische Diagnostik basiert auf mikroskopischen Untersuchungen der Chromosomen (siehe auch Einführung in die Medizinische Genetik). Diese Träger des weitaus größten Teils der genetischen Information sind kompaktierte, mit Eiweißen assoziierte DNA-Moleküle. Sie werden nur in bestimmten Zellzyklen für das Auge unter dem Lichtmikroskop als chromosomale Strukturen sichtbar.

Chromosomen im Zellkern: Markierung zweier spezifischer Regionen.

Chromosomale Veränderungen können im ungünstigsten Fall zu Fehlbildungen, körperlichen oder geistigen Behinderungen, Fehlgeburtsneigung und/oder Unfruchtbarkeit führen. Das bekannteste Beispiel ist die Trisomie 21, das Vorhandensein von drei Chromosomen Nr. 21 anstatt zwei, die zu dem Down-Syndrom führt. Daneben existieren zahlreiche chromosomale Normvarianten ("Polymorphismen"), die für den Träger keine Bedeutung haben. Entscheidend bei allen chromosomalen Auffälligkeiten ("Aberrationen") ist, ob der Träger überzähliges oder fehlendes genetisches Material besitzt (unbalanzierte Störung) oder nicht (balanzierte Störung). Außerdem spielt es eine große Rolle, ob mögliche chromosomale Bruchpunkte die Funktion eines kritischen Gens beeinträchtigen.

Auch die zytogenetische Diagnostik sollte stets in Verbindung mit dem Angebot einer genetischen Beratung stattfinden. Bei Auffälligkeiten der Chromosomen, etwa bei einem ungeborenen Kind, sollte in jedem Fall ein genetisch erfahrener Arzt (Facharzt für Humangenetik oder Arzt mit Zusatzbezeichnung Medizinische Genetik) konsultiert werden.
 

Die Chromosomen können durch verschiedene Verfahren für das menschliche Auge unter dem Mikroskop sichtbar gemacht werden. Für die schnelle Routine haben sich einfache Färbe-/Bänderungstechniken, wie GTG, QFQ und R, durchgesetzt, bei denen einzelne Abschnitte des Chromosoms als Banden sichtbar werden. Jede der Techniken färbt spezifisch bestimmte Strukturen der Chromosomen an und wird daher je nach Fragestellung unterschiedlich angewendet. Diese Bänderungen ermöglichen zusätzlich zu der numerischen Auswertung auch eine strukturelle Beurteilung. So wird untersucht, ob an Chromosomen Material fehlt ("Deletion"), Material überzählig ist, Material zwischen Chromosomen ausgetauscht wurde ("Translokation") etc.
Je nach Technik werden dabei verschiedene Auflösungsgrade der Bänderung erreicht, d.h. je mehr Banden sichtbar werden, desto höher gelingt die Auflösung. Die Anzahl Banden pro Chromosomensatz wird als Maß der Auflösung angegeben. Ein Beispiel für eine konventionelle zytogenetische Untersuchung wird in der Einführung in die medizinische Genetik gezeigt.

Molekular-zytogenetische Methoden kombinieren diese genannten Techniken mit molekularbiologischen Verfahren. Auf diese Weise kann beispielsweise gezielt bestimmt werden, ob kleine Abschnitte der Chromosomen vorhanden sind, was für konventionelle Techniken aufgrund der schlechteren Auflösung u.U. nicht möglich wäre. Ein Beispiel für eine molekular-zytogenetische Untersuchung zeigt die Abbildung oben, bei der ein Zellkern mithilfe eines Fluoreszenz-Mikroskops analysiert wurde. Eine noch höhere Auflösung kann dann nur noch mit rein molekulargenetischen Methoden erreicht werden. Dabei kann dann sogar die Abfolge der einzelnen Basen des genetischen Materials, also direkt der genetische Code, bestimmt werden.