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Stell dir vor, du wärst ein Detektiv und hättest die Aufgabe, einen spannenden Fall aufzuklären.
Du betrittst den Tatort und findest eine winzige DNA-Spur, die dir helfen könnte, den Täter zu finden, aber wie kannst du diese winzige Spur nutzen?
Da jeder Mensch einen eigenen Fingerabdruck besitzt, ist es einfach, ihn darüber zu ermitteln.
In diesem Artikel lernst du alles Wichtige über den genetischen Fingerabdruck und wie er letztendlich ermittelt wird!
Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist eine komplexe Molekülkette, die genetische Informationen enthält und in den Zellen eines Organismus vorkommt.
DNA ist der Baustein des Lebens, der in allen Lebewesen vorkommt und die genetische Information enthält.
Die vier Buchstaben in der DNA-Sequenz sind A (Adenin), T (Thymin), C (Cytosin) und G (Guanin).
Diese Buchstaben repräsentieren die vier Basenpaare, die die genetische Codeinformation in der DNA bilden.
Die Abfolge dieser Basenpaare in der DNA-Sequenz ist einzigartig für jeden einzelnen Menschen – wodurch der genetische Fingerabdruck entsteht.
Die DNA Extraktion
Die DNA-Extraktion erfolgt in mehreren Schritten und ist das erste Verfahren, bei dem die DNA aus einer biologischen Probe isoliert und analysiert wird.
Eine Probe wird entnommen, z.B. durch Blut, Speichel, Gewebe oder Haare.
Die Probe wird behandelt, um die Zellmembranen aufzulösen und den Zugang zur DNA zu ermöglichen. Dies kann durch Zugabe von Pufferlösungen und Enzymen erfolgen.
Eine Pufferlösung ist eine Lösung, die dazu dient, den pH-Wert (den Säuregrad) einer Flüssigkeit stabil zu halten
Durch den 2. Schritt “das Hinzufügen von Pufferlösungen und Enzymen” wird auch die Zellwand aufgebrochen, um den Zugang zur DNA in den Zellkernen zu ermöglichen.
Durch Zugabe von Protease-Enzymen zur DNA-Extraktionslösung werden die Proteine in der Probe abgebaut, während die DNA weitgehend unbeeinflusst bleibt.
Die Verwendung von Protease-Enzymen oder anderen Methoden zur Entfernung von Proteinen ist wichtig, um eine reine DNA-Probe zu erhalten, da Proteine die DNA bei nachfolgenden Analysen oder Experimenten stören könnten.
Durch Zugabe von Alkohol wird die DNA aus der Lösung gefällt und kann anschließend gesammelt werden.
Die gesammelte DNA wird gereinigt und von Verunreinigungen wie Proteinen, RNA oder anderen chemischen Substanzen befreit. Die DNA wird dann auf eine konzentrierte Form gebracht.
Die extrahierte DNA kann anschließend für verschiedene Zwecke verwendet werden, wie z.B. für die Amplifikation durch PCR, die Sequenzierung oder den Vergleich mit anderen DNA-Profilen zur Identifizierung von Personen.
Die Amplifikation bezieht sich auf den Prozess der Vervielfältigung oder Verstärkung einer bestimmten DNA-Sequenz.
Die Sequenzierung ist der Prozess, bei dem die Reihenfolge der Nukleotide in einer DNA- oder RNA-Sequenz bestimmt wird.
Nukleotide sind die Bausteine der DNA und RNA und bestehen aus vier verschiedenen Basen: Adenin (A), Thymin (T), Cytosin (C) und Guanin (G).
Genetischer Fingerabdruck PCR – mit Leichtigkeit ermitteln!
Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist der zweite Schritt, die bei der Erstellung eines genetischen Fingerabdrucks eingesetzt wird.
Es ermöglicht die vervielfältigte Vermehrung spezifischer DNA-Sequenzen, um ausreichend DNA-Material für die genaue Analyse zu erhalten. (STR)
Bei der PCR werden die DNA-Proben zunächst aufgeschmolzen, um die Doppelstränge zu trennen.
Anschließend werden spezifische DNA-Primer hinzugefügt, die an die zu vervielfältigende DNA-Sequenz binden.
Durch Zugabe einer DNA-Polymerase, die die DNA-Kopie synthetisiert, werden die Primer verlängert und ein neuer DNA-Strang entsteht.
Dieser Prozess wird durch mehrere Zyklen wiederholt, wodurch die Menge der ursprünglichen DNA-Sequenz exponentiell erhöht wird.
Die PCR ermöglicht es den Forensikern, selbst kleinste Mengen an DNA-Spuren am Tatort zu vervielfältigen und ausreichend Material für die genetische Fingerabdruck-Analyse zu erhalten.
Genetischer Fingerabdruck STR – Gelelektrophorese
Der genetische Fingerabdruck basiert auf der Analyse bestimmter Bereiche der DNA, die als Short Tandem Repeats (STR) bezeichnet werden.
STRs sind kurze Abschnitte der DNA, welche aus sich wiederholenden Sequenzen bestehen, wobei bei der Analyse des genetischen Fingerabdrucks bestimmte STR-Loci (Loci = Mehrzahl von Locus) untersucht werden.
Ein Locus ist ein spezifischer Ort auf der DNA, an dem ein bestimmtes STR-Gen liegt, an diesen Loci werden anschließend die Anzahl und die spezifischen Wiederholungen der STR-Sequenzen analysiert.
Da die Anzahl der Wiederholungen der STR-Sequenzen von Person zu Person variiert, kann die Analyse der STR-Loci verwendet werden, um individuelle genetische Fingerabdrücke zu erstellen.
Die Analyse von STRs ist eine äußerst präzise Methode zur Identifizierung von Personen, da die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Personen das gleiche STR-Profil haben, äußerst gering ist. (1 zu mehreren Millionen oder sogar Milliarden)
Der immense Vorteil des genetischen Fingerabdrucks in der Kriminalistik!
Durch die Analyse von DNA-Spuren am Tatort, wie beispielsweise Blut, Speichel oder Hautzellen, können Forensiker genetische Fingerabdrücke erstellen.
Die gefundenen Fingerabdrücke werden dann mit DNA-Proben von Verdächtigen verglichen, um festzustellen, ob sie mit der am Tatort gefundenen DNA übereinstimmen.
Der genetische Fingerabdruck ist äußerst zuverlässig und präzise, da die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Personen das gleiche DNA-Profil haben, äußerst gering ist.
Der Einsatz des genetischen Fingerabdrucks hat dazu beigetragen, viele ungelöste Fälle aufzuklären und unschuldige Personen zu entlasten, die zu Unrecht beschuldigt wurden.
Zusätzlich hat die Verfügbarkeit von DNA-Datenbanken dazu beigetragen, die Identifizierung von wiederholten Straftätern zu erleichtern und die Wiederholungsgefahr zu verringern.
Es kann also gesagt werden, dass der genetische Fingerabdruck die Kriminalistik revolutioniert hat.
Das FAQ zu dem genetischen Fingerabdruck
Was versteht man unter einem genetischen Fingerabdruck
Ein genetischer Fingerabdruck ist ein individuelles DNA-Profil einer Person, das einzigartig für sie ist.
Er basiert auf bestimmten Bereichen der DNA, die als Short Tandem Repeats (STRs) bekannt sind.
Diese Bereiche bestehen aus sich wiederholenden DNA-Sequenzen, und die Anzahl der Wiederholungen variiert von Person zu Person.
Was braucht man für den genetischen Fingerabdruck?
Um einen genetischen Fingerabdruck zu erstellen, benötigt man DNA-Proben, entweder von einer Person oder vom Tatort.
Wie kommt man an den genetischen Fingerabdruck?
Um ausreichend DNA-Material für die Analyse zu erhalten, wird die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) eingesetzt.
Die PCR ermöglicht die vervielfältigte Vermehrung spezifischer DNA-Sequenzen.
Dabei werden die DNA-Proben erhitzt, um die Doppelstränge zu trennen, und spezifische DNA-Primer werden hinzugefügt, die an die zu vervielfältigende DNA-Sequenz binden.