Molekulare Genetik und Zellbiologie. Versuch 5 Präparation und Amplifikation menschlicher DNA. DNA Fingerprint VNTR-Analyse

Transkript

1 Molekulare Genetik und Zellbiologie Versuch 5 Präparation und Amplifikation menschlicher DNA DNA Fingerprint VNTR-Analyse

2 Menschliche Genom 3000 Mb Gene und Gen-verwandte Sequenzen 900 Mb (30%) Extragene DNA 2100 MB (70%) kodierende DNA 2% nicht-kodierende DNA 28% Repetitive DNA 40% einmalig vorkommende DNA 30% Satelliten-DNA 5% Retrotransposons 35% Pseudogene Introns Microsatelliten STR LINEs LTR Minisatelliten VNTR SINEs

3 Satelitten-DNA STRs = (short tandem repeats) Abfolge von 2-10 bp, die sich x wiederholen VNTRs = (variable number of tandem repeats) Abfolge von bp, die sich 4 40x wiederholen - durch falsche Zusammenlagerung beim Cross-Over während der meiotischen Rekombination haben sich im Verlauf der Evolution viele verschiedene Allele gebildet, die aus jeweils einer anderen Zahl von Wiederholungen bestehen. - Jeder Mensch hat sehr spezifische Zusammensetzung dieser Allele STR-Locus TH01 und dessen Allel-Häufigkeitsverteilung In Mitteleuropa

4 STR Grundlage für den Genetischen Fingerabdruck Identifizierung eines Individuums Abstammungsnachweis/Vaterschaftstest Forensische Analysen Geeignete DNA-Abschnitte müssen: 1. Polymorph 2. Heterozygot 3. Nach Mendel vererbt sein

5 Geeignetes Material für DNA-Analysen Alle Körperzellen die einen Zellkern besitzen - Blut und Blutspuren - Samenflüssigkeit und Samenspuren - Scheidensekret und -spuren - Speichel und Spuren (Zigaretten, Briefmarken, Getränkeflaschen - Zahnbürsten,...) - Nasensekret - Körperweichteile, Organe, Knochen, Zähne - Haare mit Wurzeln Nicht geeignet: Schweiß, Urin, Kot, Haare ohne Wurzel und Blutserum ohne Blutzellen

6 Vater des Genetischen Fingerabdrucks Sir Alec John Jeffreys! - Professor für Genetik an der Universität Leicester - Entdeckte während eines X-ray Experiments Unterschiede in der DNA der Familie seiner TA (9:05 Uhr am Montag 10 September 1984)" zum Ritter geschlagen 1986 erste DNA-Rasterfahndung der Welt in Leicester Zwei 15 jährige Mädchen wurden vergewaltigt. Britische Polizei bat 5000 Männer der Region zur Blutprobe. Einer gab zweimal Blut ab unter verschiedenen Namen, um Arbeitskollegen zu decken Colin Pitchforks DNA-Profil stimmte überein, gestand beide Morde. Ein unschuldig Inhaftierter kann frei.

7 DNA-Analyse-Datei des Bundeskriminalamtes - DAD, ist eine 1998 zur Speicherung von DNA-Profilen eingerichtete Datenbank für Deutschland - Internationale Standard DNA-Analyse: verwendet 7 Merkmalssysteme D21S11, TH01, VWA, FGA/FIBRA, D3S1358, D8S1179, D18S51 und in Deutschland zusätzlich SE33 (anfänglich 5, ab Merkmalssysteme verwendet)

8 DNA-Analyse-Datei des Bundeskriminalamtes - Speicherung von DNA-Datensätzen von Personen und Tatort-Spuren von unbekannten Personen Datensätze , davon Personendatensätze und Spurendatensätze , davon Personendatenätze und Spurendatensätze , davon Personendatenätze und Spurendatensätze - Seit bestehen der Datei Treffer erzielt, in ca Fällen ein Tatzusammenhang (Spur-Spur) und ein Verdächtiger-Spur-Zusammenhang festgestellt (2016). - Die 8 STR-Loci-DNA-Merkmalsmuster treten in der Mitteleuropäischen Bevölkerung zufällig statistisch etwa 1 mal je 1 Milliarde bis 1 Billion Personen auf. - Inzwischen dürfen bei 41 verschiedenen Straftatbeständen DNA-Daten gespeichert werden: Sexualdelikten Brandstiftung Wohnungseinbruch Diebstahl Bildung terroristischer Vereinigungen Erpressung Körperverletzung im Amt.

9 RFLP = Restriktions-Fragment-Längen-Polymorphismus) Nur möglich wenn ausreichend DNA-Material vorliegt: (Benötigt werden bis Zellkerne) 1. DNA-Isolation 2. Restriktionsverdau 3. Gelelektrophorese 4. Southern Blot - Hybridisierung mit radioaktiven Proben 6. Photoentwicklung

10 Das PCR-Verfahren winzige Menge DNA ausreichend: (benötigt werden nur wenige Zellkerne) Vervielfältigung des gewünschten DNA- Abschnitts

11 Zusammenfassung Der genetische Fingerabdruck erlaubt zwar eine eindeutige Identifikation von Individuen (Ausnahmen sind eineiige Zwillinge und Blutproben von Patienten nach einer Knochenmarktransplantation), jedoch keine Aussagen über Persönlichkeitsmerkmale wie Augen-, Haut-oder Haarfarbe, weil die untersuchten DNA- Sequenzen aus nicht proteincodierenden Bereichen stammen.