Diese Methode dient dem Nachweis bestimmter krankhafter Chromosomen- bzw. DNA-Abschnitte in ganzen Zellkernen. Damit lassen sich wenige Zellen (zum Beispiel im Urin oder aus der Bronchialschleimhaut) als Tumorzellen (zum Beispiel der Harnblase oder der Lunge) identifizieren. Bei Weichteiltumoren erlaubt diese Methode eine exakteTypisierung.

Farbliche Markierung der Chromosomen Nr. 1 (rot) und Nr. 3 (grün) in Zellen eines Nierenzellkarzinoms.

Bei der DNA-in-situ-Hybridisierung lässt man an einem bestimmten nachzuweisenden DNA- oder Chromosomenabschnitt eine farblich markierte komplementäre Sequenz, die sogenannte DNA-Sonde auf die betreffenden Zellkerne einwirken. Nur wenn die gesuchte Zielsequenz der DNA vorhanden ist, bindet sich
die gefärbte DNA-Sonde daran. Nicht gebundene Sonden werden ausgewaschen. Eine Farbmarkierung im Kern bedeutet dann, dass der gesuchte gefärbte DNA-Abschnitt darin vorhanden ist.

Farbliche Markierung dreier unterschiedlicher Chromosomen in einer normalen Nierenzelle (rechts) und einer Karzinomzelle der Niere (links).

Die Methode nutzt die Eigenschaft der DNA eine Doppelhelix aus zwei zueinander passenden Einzelsträngen zu bilden. Dabei gehen immer zwei Purinbasen eine durch Wasserstoffbrücken vermittelte lockere Verbindung ein. Bietet man aber einem DNA-Einzelstrang (er wird durch Erhitzung aus dem Doppelstrang erzeugt) einen von der Basenpaarung her komplementären, das heißt zu ihm passenden DNA-Strang an, so gehen beide eine lockere Verbindung miteinander ein.