Warum hat die Erfindung der PCR DNA Fingerprinting möglich gemacht?

DNA-Fingerprinting ist eine Technik, mit der die Eigenschaften von DNA eines bestimmten Individuums, bekannt als DNA-Profil, bestimmt werden. Das DNA-Profil ist für eine bestimmte Person einzigartig. Es wird basierend auf den kurzen Tandem-Repeats (STRs) generiert, den Typen sich wiederholender Elemente in der Satelliten-DNA. Da das DNA-Profil eines bestimmten Individuums einzigartig ist, kann es zur Identifizierung von Individuen verwendet werden. Daher wird DNA-Fingerprinting in Vaterschaftstests und forensischen Untersuchungen verwendet. Forensische Tests, Die Amplifikationsstärke der PCR spielt eine entscheidende Rolle bei der Rückgewinnung von Informationen aus sehr kleinen oder degradierten Proben.

Wichtige Bereiche

1. Was ist DNA-Fingerprinting?
     - Definition, Prozedur, Rolle
2. Warum hat die Erfindung der PCR DNA Fingerprinting möglich gemacht?
     - Verwendung von PCR beim DNA-Fingerprinting

Schlüsselbegriffe: DNA-Fingerprinting, DNA-Profil, forensische Untersuchungen, Vaterschaftstests, PCR, Short Tandem Repeats (STRs)

Was ist DNA-Fingerprinting?

DNA-Fingerprinting ist eine Technik, die zur Identifizierung von Individuen verwendet wird, basierend auf den einzigartigen Mustern ihrer DNA. Diese Technik wurde 1984 von Sir Alec Jeffreys entwickelt. Die Muster der sich wiederholenden Elemente, kurz Short Tandem Repeats (STRs) genannt, werden der Analyse unterzogen. Die STRs gehören zu den nicht-kodierenden Regionen des Genoms, die in den zentromeren Regionen gefunden werden. Sie sind eine Art Satelliten-DNA. Kurze Sequenzen von Nukleotiden (2-6 Basenpaare) werden in STRs variabel oft wiederholt. Da Individuen an einem bestimmten Ort eine unterschiedliche Anzahl von Wiederholungen haben, ist das DNA-Profil für ein bestimmtes Individuum eindeutig. Der Prozess des DNA-Fingerprintings ist in dargestellt Abbildung 1.

Abbildung 1: DNA-Fingerprinting

DNA-Fingerprinting-Verfahren

1. Eine DNA-Probe wird aus einer biologischen Probe (Blut, Speichel, Samen) isoliert..
2. Die Fragmente werden durch Verdauung von Satelliten-DNA mit Restriktionsenzymen erzeugt.
3. Die Fragmente werden durch Gelelektrophorese getrennt.

Anwendung von DNA Fingerprinting

DNA-Fingerprinting wird sowohl bei Vaterschaftstests als auch bei forensischen Untersuchungen verwendet.

Vaterschaftstest

Da ein Kind die Hälfte der Chromosomen von jedem Elternteil erbt, hat es eine Kombination elterlicher Muster von STRs. Ein Vaterschaftstestdiagramm ist in gezeigt Figur 2.

Abbildung 2: Vaterschaftstest

Wenn die STR-Banden der Mutter vom DNA-Profil des Kindes abgezogen werden, gehören die verbleibenden Banden zu Person Nr. 1. Deshalb sollte er der leibliche Vater des Kindes sein.

Forensische Studien

DNA-Fingerprinting wird auch in den forensischen Studien verwendet, um den Verdächtigen durch Vergleich der DNA-Profile zu identifizieren. Die biologische Probe kann jedoch sehr klein oder degradiert sein, da sie an einem Tatort entnommen werden muss.

Warum hat die Erfindung der PCR DNA Fingerprinting möglich gemacht?

Die an einem Tatort entnommenen biologischen Proben können entweder sehr klein oder degradiert sein. Daher reicht die Menge an Satelliten-DNA möglicherweise nicht für den Nachweis in einem Gel aus. PCR wird verwendet, um die STR-Bereiche des Genoms zu amplifizieren, um eine beträchtliche Anzahl von DNA für den Restriktionsverdau zu erhalten. Daher erhöht die Verwendung von PCR beim DNA-Fingerprinting die Unterscheidungskraft des Prozesses.   

Fazit

Beim DNA-Fingerprinting wird das DNA-Profil eines Individuums bestimmt. Die STRs werden verwendet, um das als DNA-Profil bekannte Streifenmuster zu erhalten. Das DNA-Profil ist für jedes Individuum einzigartig und kann daher sowohl bei Vaterschaftstests als auch bei forensischen Studien zur Identifizierung von Individuen verwendet werden. Kleine oder verminderte Proben können jedoch zu einer schlechten Unterscheidung zwischen Proben führen. Daher kann PCR zur Amplifikation der STR-Regionen verwendet werden, um hochintensive Bandenmuster auf einem Gel zu erhalten.

Referenz:

1. Roewer, Lutz. "DNA-Fingerprinting in der Forensik: Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft." Untersuchungsgenetik, BioMed Central, 2013, hier verfügbar.

Bildhöflichkeit:

1. „Phasen des Gen-Fingerprintings“ von Sneptunebear16 - Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia
2. „DNA Vaterschaftstest de“ Von Helixitta - Eigene Arbeit nach Arbeit File: Test na ojcostwo schemat.svg von Pisum (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia