PCR in der DNA-Analyse

PCR in der DNA-Analyse

30-12-2021

Polizeibehörden, Staatsanwälte und Kriminallabore auf der ganzen Welt haben die Leistungsfähigkeit der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) genutzt, um bei der Untersuchung von Tatorten zu helfen. PCR hilft beim Erstellen von DNA-Profilen, die als"Strichcode" einzigartig für jeden Einzelnen und macht dies zu einem der großartigen Beispiele, in denen Biologie und Technologie verschmelzen, um soziale Probleme zu lösen.

WIE SIND WIR UNTERSCHIEDLICH?

 PCR in DNA analysis

Nach Abschluss des Humangenomprojekts wurde festgestellt, dass das Genom aus ungefähr 3 Millionen Basen besteht. Von diesen sind ~99,5% bei allen Menschen identisch, was bedeutet, dass wir uns doch nicht so stark unterscheiden.

 

Die von uns beobachtete Variation, die jeden von uns einzigartig aussehen lässt, ist hauptsächlich auf die Unterschiede in der Anzahl der wiederholten Sequenzen für bestimmte Regionen des Genoms zurückzuführen. Von diesen Regionen wurde Short Tandem Repeat (STR) identifiziert und ist heute die am häufigsten verwendete Wiederholung (mit 13 Loci oder Regionen).

DNA-PROFILING DURCH STR

 

STR besteht aus sich wiederholenden 3-4 Nukleotidbasen, die in verschiedenen Loci im menschlichen Genom vorkommen. Jedes Individuum erbt zwei Kopien oder Allele von seinen Eltern, daher könnte ein STR-Profil erstellt werden.

Für verschiedene Populationen wurden mehrere Loci als Standard bei der Identifizierung von Individuen verwendet. Um den STR-Profilen zu entsprechen, sollten die Wiederholungszahlen für jedes Allel gleich sein. Wenn zum Beispiel am D3S1358-Locus (siehe Abbildung 1) die erhaltene Probe ein STR-Profil an diesem Locus von 7,5 aufweist, dann ist der Verdächtige B bereits ausgeschlossen, um der erhaltenen Probe zu entsprechen. Stimmen die Allelprofile überein, wird die Wahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von der Häufigkeit des Allels für den jeweiligen Ort berechnet. Dies impliziert, dass der Verdächtige nicht automatisch die eindeutige Quelle der Probe ist, wenn die STR-Profile übereinstimmen.

 PCR in DNA analysis

Zur Unterstützung des Ermittlungsverfahrens wurden auch Datenbanken eingerichtet, wie das Combined DNA Index System (CODIS), das vom US-amerikanischen FBI verwaltet wird.

 

PCR-IN-STR-PROFILING-WORKFLOW

1. Die Ermittlungen beginnen mit der Sammlung biologischen Materials wie Zähne, Haare, Knochen und Flüssigkeiten vom Tatort.
2. Die Proben werden dann zur weiteren Verarbeitung in das forensische Labor überführt, wo DNA aus den Proben extrahiert wird (~1 ng Probe ist für die PCR ausreichend).

3. Die spezifischen STR-Loci werden gezielt und durch PCR amplifiziert. PCR-Fragmente werden weiter durch Sequenzieren oder Elektrophorese analysiert.

4. Anschließend werden STR-Profile generiert und, falls vorhanden, mit verdächtigen Profilen oder Datenbanken überprüft.
PCR in DNA analysisDie STR-Profilierung erfordert robuste Thermocycler, um den Untersuchungsprozess zu unterstützen. Zuverlässige Ergebnisse von Nasslaborexperimenten werden benötigt, um Polizeibehörden und Staatsanwälten bei ihren Berichten zu helfen. Esco Lifesciences bietet Thermocycler mit hervorragenden Heiz- und Kühlraten, genauer und gleichmäßiger Temperatur, um zuverlässige STR-Profile zu gewährleisten.


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