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Was ist die genomische Selektion?
Was ist die genomische Selektion?
Bei der genomischen Selektion (GS) wird das erbliche Potenzial eines Tieres (sprich die Zuchtwerte, ZW) unter Einbezug von tausenden von Markern, die über das ganze Erbgut verteilt sind, geschätzt. Ein Marker ist in diesem Fall ein SNP (Abkürzung für den englischen Begriff Single Nucleotide Polymorphism, ausgesprochen Snip, deutsche Übersetzung [ungebräuchlich]: Einzelnukleotid-Polymorphismus). SNPs können sich im Labor relativ kostengünstig und bereits beim Jungtier - mittlerweile sogar bei einem Embryo - bestimmt werden.
Wenn einmal die Beziehungen zwischen den SNPs und den uns interessierenden Merkmalen bestimmt worden sind, lassen sich mit den SNP-Informationen aus dem Labor Zuchtwerte ("direkter genomischer Zuchtwert", DGZW) berechnen. Zur Verbesserung der Sicherheit dieser "Labor-Zuchtwerte" werden anschliessend traditionelle Informationsquellen (ZW der Eltern) und - sofern bereits vorhanden - Angaben zur Eigenleistung und Informationen von Nachkommen hinzugezogen und in einem kombinierten Zuchtwert, "genomisch optimierter Zuchtwert" (Abkürzung GOZW) genannt, ausgedrückt. Genomische Zuchtwerte haben - bei korrekter Schätzung und vor allem bei jungen Tieren - eine höhere Sicherheit als traditionelle Zuchtwerte (siehe Sicherheit Zuchtwerte). Das eröffnet neue züchterische Möglichkeiten.
Genetische Grundlagen
Das Erbgut (Genom) der Lebewesen befindet sich im Kern der Zellen, aufgeteilt in einzelne Chromosomen. Rinderzellen - von den Geschlechtszellen abgesehen - enthält jeweils insgesamt 2 x 30 Chromosomen, die zur Hälfte vom Vater und zur Hälfte von der Mutter stammen. Die Chromosomen enthalten die DNA, ein langes, fadenförmiges Molekül, das aus einzelnen Basen (vier verschiedene Basen: A, C, G und T) besteht. Im DNA-Doppelstrang bilden die Basen A und C sowie G und T jeweils ein Paar (Basenpaar, siehe Grafik). Die Reihenfolge der Basen im DNA-Doppelstrang (zum Beispiel TCGGATA…) bilden den genetischen Code.
Das ganze Genom des Rindes umfasst rund 3 Milliarden Basenpaare. Ein Abschnitt auf dem DNA-Strang, der die Anleitung (Code) zur Bildung eines Eiweisses enthält, wird Gen genannt. Ein Gen besteht im Durchschnitt aus rund 4'000 Basenpaaren. Insgesamt rechnet man mit ca. 30'000 Genen im Rindergenom. Die Gene machen nur ca. 5 % des gesamten Genoms aus. Die Funktion der restlichen 95 % der Basenpaare im Genom ist teilweise noch unbekannt.
Eine Variation des Genoms an einem einzelnen Basenpaar (Beispiel AAGGTTA und ATGGTTA) wird Single Nucleotide Polymorphism (SNP, Aussprache Snip) genannt. SNP treten im Genom recht häufig auf (an mehr als 1 Mio. Stellen), haben aber meistens keine Auswirkung auf ein Merkmal. SNPs lassen sich im Labor recht einfach bestimmen (siehe "Wie werden die SNPs im Labor bestimmt?") und sind deshalb interessante Marker.