Der genetische Fingerabdruck: Ein Schlüssel zur Identifizierung
Der genetische Fingerabdruck ist eine revolutionäre Methode in der Molekularbiologie, die für verschiedene Zwecke eingesetzt wird, darunter Täterermittlung, Vaterschaftstests und sogar COVID-19-PCR-Tests. Diese Technik basiert auf der Analyse spezifischer DNA-Abschnitte, die bei jedem Menschen einzigartig sind.
Grundlagen des genetischen Fingerabdrucks
Die Methode konzentriert sich auf zwei Arten von DNA-Sequenzen:
- VNTR-Abschnitte (Variable Number of Tandem Repeats): 10-100 Nukleotide lang
- STR-Abschnitte (Short Tandem Repeats): 2-13 Nukleotide lang
Definition: VNTR und STR sind DNA-Sequenzen, die aus tandemartigen Wiederholungen von Basensequenzen bestehen und bei jedem Menschen individuell sind.
Diese Bereiche befinden sich in den Intron-Regionen der DNA, die bei allen Menschen vorkommen, sich aber in der Länge der Basensequenzen unterscheiden. Die DNA-Sequenzen vor und nach den STR-Bereichen sind bekannt und bei jedem Menschen gleich, was die gezielte Analyse ermöglicht.
Entstehung der Individualität
Die Einzigartigkeit dieser Sequenzen entsteht durch evolutionäre Prozesse:
Highlight: Im Laufe der Evolution haben sich von jedem STR-Bereich verschiedene STR-Allele mit unterschiedlicher Repeatanzahl gebildet, hauptsächlich durch Fehler beim Crossing-over während der Meiose.
Diese Variationen werden von Generation zu Generation weitergegeben, was zu individuellen Repeatwiederholungen auf den STR-Allelen führt. Es gibt zwei mögliche Allelenverteilungen:
- Homozygote Allelenverteilung: Sehr selten, beide homologen Chromosomen haben gleich lange STR-Bereiche.
- Heterozygote Allelenverteilung: Häufiger, unterschiedlich lange STR-Bereiche auf den verschiedenen homologen Chromosomen.
Moderne Anwendung und Technologie
Der heutige genetische Fingerabdruck basiert auf dem PCR-Verfahren (Polymerase-Kettenreaktion):
Vocabulary: PCR (Polymerase-Kettenreaktion) ist eine Methode zur künstlichen, spezifischen DNA-Vervielfältigung.
Die Methode kombiniert verschiedene STR-Genorte, um ein eindeutiges Identifizierungsmuster zu erhalten. Dies ist notwendig, da die Wahrscheinlichkeit besteht, dass zwei Menschen zufällig die gleiche Anzahl an Wiederholungen an einem einzelnen STR-Genort haben.
Der Prozess umfasst folgende Schritte:
- DNA-Isolierung
- DNA-Vervielfältigung mittels PCR
- Analyse der amplifizierten STR-Bereiche
Example: Bei einem Vaterschaftstest werden die STR-Profile des Kindes, der Mutter und des mutmaßlichen Vaters verglichen, um die Verwandtschaft zu bestätigen oder auszuschließen.
Die Präzision dieser Methode macht sie zu einem unverzichtbaren Werkzeug in der Forensik, medizinischen Diagnostik und genetischen Forschung. Sie bietet eine hohe Sicherheit bei der Identifizierung von Individuen und ist daher von großer Bedeutung für die humangenetische Beratung und andere Bereiche der Genetik.
