Die Postnataldiagnostik umfasst die Untersuchung von kultivierten, peripheren Blutlymphozyten und Abortgewebe. Indikationen für eine Chromosomenanalyse aus Blut sind:

• Neugeborene mit angeborenen Fehlbildungen
• V. a. chromosomales Syndrom (z.B. Down-, Cri-du-Chat-, Prader-Willi-Syndrom)
• Neugeborene mit Hypospadie oder intersexuellem Genitale
• Kinder mit Entwicklungsretardierung und/oder Verhaltensauffälligkeiten
• Frauen mit primärer bzw. sekundärer Amenorrhoe oder prämaturer Menopause
• Männer mit Azoo- oder Oligozoospermie
• Männer mit kleinen Testes und/oder Gynäkomastie
• Paare mit unerfülltem Kinderwunsch
• Paare mit zwei oder mehr Spontanaborten oder Totgeburten
• Verwandte von Personen mit strukturellen Chromosomenanomalien

Standard-Untersuchungsmaterial sind 2-5 ml Natrium- oder Lithium- heparinisiertes Vollblut, die Befundung erfolgt innerhalb von 2-3 Wochen, in dringenden Fällen innerhalb 1 Woche. Die Untersuchung von Abortgewebe dient vor allem der Abklärung der Abortursache und der Risikoeinschätzung für nachfolgende Schwangerschaften. Neben dem Plazentagewebe sollten auch fetales Gewebe wie z.B. Haut, Nabelschnur oder Fascia lata in steriler physiologischer Kochsalzlösung eingesendet werden. Die Auswertung aller Zellkulturen erfolgt nach Erstellung und Anfärbung von Chromosomenpräparaten. Hierzu reichert man zunächst Zellen, die sich in der Zellteilung befinden, durch Zugabe des Spindelfasergiftes Colchizin an. Anschließend unterzieht man die Zellen einer bestimmten Behandlung (hypotoner Schock, Fixierung) und tropft die Zellsuspension auf Objektträger auf. Nach Färbung der Präparate (GTG-Färbung) erfolgt die Auswertung am Mikroskop sowie mittels digitaler Image-Verfahren am Computer-Monitor.

Chromosomale Aberrationen sind für 0,5-1% aller angeborenen Fehlbildungen verantwortlich. Generell versteht man unter Chromosomenaberrationen Veränderungen, die unter dem Lichtmikroskop sichtbar sind. Sie betreffen entweder die Zahl der Chromosomen (numerische) oder ihre Struktur (strukturelle Chromosomenaberrationen). Findet man eine Chromosomenaberration in allen Körperzellen, so spricht man von einer konstitutionellen Störung, sind nur bestimmte Körperzellen betroffen, von einer somatischen Störung.

Strukturelle Chromosomenaberrationen entstehen durch einen oder mehrere Brüche und einer dadurch bedingten Neuorganisation entweder innerhalb eines Chromosoms (intrachromosomal) oder zwischen mehreren Chromosomen (interchromosomal). Der Chromosomensatz, der durch die Neuorganisation entsteht, kann balanciert (ohne Verlust und/oder Zugewinn von chromosomalem Material) oder unbalanciert (mit Verlust und/oder Zugewinn) sein. Während balancierte Chromosomensätze in den meisten Fällen ohne klinische Symptomatik einhergehen, führen unbalancierte Rearrangements in der Regel zum Bild eines chromosomalen Syndroms mit der klassischen Symptomentrias: psychomotorische Retardierung, kraniofaziale Dysmorphiezeichen und Fehlbildungen innerer Organe. Die phänotypische Ausprägung und der Schweregrad sind hierbei sehr variabel und können in der Regel nicht prognostiziert werden.

Die wichtigsten strukturellen Aberrationen sind:

Reziproke Translokation: Hierbei handelt es sich um je ein Bruchereignis in 2 Chromosomen mit gegenseitigem Austausch der azentrischen Fragmente. Bei den betroffenen Patienten können in der Meiose je nach Auftrennung der Chromosomen Gameten mit unbalancierten Chromosomensätzen entstehen, wodurch ein Risiko für klinisch auffällige Nachkommen besteht. Die Häufigkeit bei Neugeborenen beträgt ca. 1:700 (500-1.000)

Robertsonsche Translokation: Bedingt durch je einen Bruch in 2 akrozentrischen Chromosomen (Chromosomen 13, 14, 15, 21 und 22) im Bereich der Zentromerregion verschmelzen die beiden zentrischen Fragmente miteinander, wobei in diesen Fällen kompensierbare, azentrische p-Arm-Fragmente verloren gehen, deren Verlust nach heutigem Kenntnisstand keine klinischen Auswirkungen hat. Je nach Verteilung der Chromosomen in der Meiose können Gameten mit unbalancierten Chromosomensätzen entstehen. Die wichtigste Robertsonsche Translokation ist die Translokationstrisomie 21 („erbliches“ Down-Syndrom). Die Häufigkeit bei Neugeborenen liegt bei ca. 1:1.000.

Deletion: Verlust eines Chromosomensegments, entweder am Ende (terminale Deletion) oder innerhalb eines Chromosoms (interstitielle Deletion). Die bekanntesten Deletionssyndrome sind das Cri-du-Chat- (Deletion 5p-) und das Wolf-Hirschhorn-Syndrom (Deletion 4p-). Die Häufigkeit von Deletionen liegt bei ca. 0,9:10.000 Neugeborene

Inversion: Eine Inversion entsteht durch zwei Brüche in einem Chromosom mit einer 180°- Drehung des Segmentes zwischen den Bruchstellen. Liegt das Zentromer innerhalb dieses Segments, spricht man von einer perizentrischen Inversion, im anderen Fall von einer parazentrischen Inversion. Bedingt durch Rekombinationsereignisse während der Meiose können im Falle der perizentrischen Inversion Gameten mit unbalancierten Chromosomensätzen entstehen. Häufigkeit bei Neugeborenen: ca. 1,3:10.000.

Insertion: Hierbei handelt es sich um den Einbau eines Chromosomensegmentes an eine andere Stelle des Genoms.

Duplikation: Verdopplung eines Chromosomenabschnittes.

Ringchromosom: Ringchromosomen entstehen durch Verlust der Chromosomenenden und Fusion der beiden Bruchstellen.

Markerchromosom: Hierbei handelt es sich um ein zusätzliches, strukturell verändertes Chromosom, dessen Herkunft in den meisten Fällen nur mit Spezialmethoden (M-FISH oder Array-CGH) aufgeklärt werden kann. Neu entstandene Markerchromosomen, deren chromosomale Herkunft nicht geklärt ist, stellen vor allem für die Pränataldiagnostik ein großes Problem dar, da nur sehr vage Aussagen bezüglich einer eventuellen klinischen Symptomatik gemacht werden können. Häufigkeit bei Neugeborenen (inkl. Mosaike) ca. 3:10.000.

Bei der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) werden fluoreszenzmarkierte DNA-Sonden direkt auf das Chromosomenpräparat hybridisiert. Es gibt Sonden für die Zentromere jedes Chromosoms, Painting-Sonden, die spezifisch ein ganzes Chromosom anfärben und lokusspezifische Sonden, die gezielt ausgewählte DNA-Abschnitte markieren.

Eine Spezialmethode in der Pränataldiagnostik ist der sog. FISH-Schnelltest. Mittels FISH können innerhalb eines Tages unkultivierte Amnionzellen auf numerische Aberrationen der Chromosomen 13, 18, 21, X und Y untersucht werden. Falls keine dringliche medizinische Indikation vorliegt, muss der Schnelltest von der Patientin selbst bezahlt werden (IGEL). Bei Auffälligkeiten muß die Auswertung der  Chromosomenanalyse abgewartet werden.

Mittels FISH wird auch die sog. Subtelomerdiagnostik durchgeführt. Dabei werden mit subtelomerspezifischen DNA-Sonden alle Subtelomere auf ihre Integrität untersucht .

Eine neue Entwicklung im Bereich der molekularen Zytogenetik ist die Array- oder Matrix- CGH (komparative genomische Hybridisierung auf einem Chip). Hierbei werden zwei mit unterschiedlichen Fluoreszenzfarbstoffen markierte DNA-Populationen (z. B. Patienten- und normale Referenz-DNA) 1:1 gemischt und auf einen Chip-Array (z.B. ein speziell präparierter Objektträger) aufgebracht. Auf dem Array sind in hoher Dichte tausende von DNA-Sonden immobilisiert, die mit dem DNA-Gemisch hybridisieren. Die computergestützte Bearbeitung der Fluoreszenzsignale ermöglicht die Detektion chromosomaler Bereiche, die in der Test-DNA im Vergleich zur Referenz-DNA deletiert bzw. amplifiziert vorliegen. Die Methode wird vor allem dazu eingesetzt, Deletionen und Amplifikationen im submikroskopischen Bereich zu detektieren und kommt sowohl in der Onkologie als auch bei der Diagnostik von Mikrodeletionen und -duplikationen im Zusammenhang mit mentaler Retardierung zum Einsatz.