GENETIK

DNA im Fokus (1)

DNA im Fokus - Einleitung
DNA im Fokus - Analyse
DNA im Fokus - Medizin
DNA im Fokus - Nutzung
DNA im Fokus - Fazit

Das Verfahren zur DNA-Tvpisierunq

Zur Erstellung eines DNA-Identifizierungsmusters bedarf es zwei grundlegender Arbeitsschritte, zum einen die DNA-Extraktion aus biologischem Material und zum anderen dem sich daran anschließenden Nachweis der variablen DNA-Sequenzen (STRs).

Beim ersten Schritt geht es um die Isolierung der DNA aus zellkernhaltigem Untersuchungsmaterial. Hier eignen sich vor allem Speichel, Blut, Sperma, Vaginalsekret sowie Haut, Haare, Knochen, Zähne aber auch Urin und Kot. Ferner kommen analog dazu kontaminierte Gegenstände wie Zigarettenkippen, mit der Zunge angefeuchtete Briefmarken und benutzte Tatwerkzeuge in Betracht.

Der zweite Schritt dient zur Bestimmung der STR-Polymorphismen, bei der die Längenunterschiede (Längen-polymorphismen), die aus der variablen Wiederholungszahl der vier Basenpaare an einem STR-Locus resultieren, näher untersucht werden.

Im Vorfeld dieser Merkmalsbestimmung wird mit Hilfe der Polymerase-Kettenreaktion (Polymerase-Chain-Reaction, kurz PCR) zunächst eine selektive Vermehrung (Amplifikation) definierter STR-Systeme (Marker) vorgenommen. Hierbei werden die relevanten DNA-Abschnitte ähnlich einer Kopiermaschine millionenfach vervielfältigt und können somit der eigentlichen DNA-Typisierung in ausreichender Menge zur Verfügung gestellt werden.

Die 1983 von Mullis entwickelte Analysetechnik hat sich gegenüber der bis 1992 praktizierten RFLP-Nachweismethode (RestrictionFragmentLengthPolymorphism) als Standardverfahren etabliert, da selbst wenige DNA-Moleküle untersucht werden können. Für die RFLP-Methode waren dagegen relativ große Mengen (1-2 ug) an frischer, hochmolekularer DNA aus biologischem Material (200.000 - 400.000 Körperzellen) erforderlich. Theoretisch gesehen reicht für die PCR-Methode ein einziges DNA-Molekül zur Auswertung aus. Praktisch wird allerdings eine DNA-Ausgangsmenge von etwa 100-500 pg (20-100 Körperzellen) für zuverlässige Ergebnisse benötigt.

Nach Extraktion der DNA und Amplifikation der mittels Fluoreszenzmarkierung "angefärbten" STR-Marker erfolgt anschließend deren Auftrennung durch Elektrophorese. Die DNA-Molekülabschnitte werden je nach ihrer Länge aufgetrennt, die dann in einem lasergestützten Sequenzierautomaten detektiert wird.

Die gewonnenen Ergebnisse werden in einem Elektropherogramm grafisch als Kurven mit unterschiedlichen Peak-Werten dargestellt. Die Fragmentlängen (Peak-Werte) werden dabei mit einem internen Längenstandard (Allelleiter) abgeglichen und entsprechender Software ausgewertet.

Die einzelnen Untersuchungsschritte wurden mit der stetigen Weiterentwicklung der DNA-Analyse zunehmend automatisiert, sodass mittlerweile mit Hilfe einer so genannten Multiplex-PCR mehrere Marker gleichzeitig analysiert und ausgewertet werden können. Diesbezüglich konnten die Kosten und vor allem der Zeitaufwand einer DNA-Typisierung reduziert werden, was im Interesse einer schnellen Identifizierung von Personen anhand von aufgefundenem Spurenmaterial in einem anhängigen Strafverfahren liegt.

Das Auswertungsergebnis stellen zwei Zahlenwerte dar, die jedem untersuchten STR-System zugeordnet werden können. Die beiden Zahlenwerte ergeben sich aus der Anzahl der Wiederholungseinheiten am entsprechenden STR-Locus und kennzeichnen seine Allelform.

Aus: Tom Winterfeld: DNA - im Fokus der Kriminalistik VDM Verlag Dr. Müller (gekürzt)

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