What Is STR Analysis?

Sidebar bij het artikel Extending the Time to Collect DNA in Sexual Assault Cases door Terry Taylor.

Het tegenwoordig meest gebruikte type DNA-profilering voor strafzaken en andere forensische toepassingen heet “STR”-analyse (short tandem repeat).

Het gebruik van DNA om onderscheid te maken tussen twee individuen is een lastige zaak, omdat bijna 99,9 procent van ons DNA hetzelfde is als dat van ieder ander. DNA dat codeert voor eiwitten kan niet veel variëren zonder de eiwitten ineffectief te maken. De vier nucleotide basen die de ruggengraat van het DNA vormen, geven instructies voor de assemblage van de aminozuren in eiwitten doordat ze in een precieze volgorde staan, waarbij elke groep van drie basen codeert voor een specifiek aminozuur. Als die DNA-basenvolgorde wordt veranderd (of “gemuteerd”, zoals wetenschappers in het algemeen zeggen), kan ook de volgorde van de aminozuren in het resulterende eiwit worden veranderd. Als gevolg daarvan kan het eiwit niet werken, omdat de functie van het eiwit is afgeleid van een specifieke aminozuurvolgorde.

Denk aan DNA als de “blauwdruk” voor een huis en aan eiwitten als het staal, het hout, de bakstenen en de mortel, waaruit het huis zal worden opgetrokken. Een baksteen die voor het grootste deel uit zand bestaat in plaats van klei zal afbrokkelen, en mortel met de verkeerde verhouding tussen cement en aggregaat zal mislukken. Evenzo zal een eiwit met de verkeerde volgorde van aminozuren vaak niet functioneren. (Deze analogie geeft echter niet de complexiteit van het DNA-eiwit systeem weer, omdat eiwitten niet alleen de “stenen” en het “hout” zijn. Sommigen “lezen” de “blauwdruk” en houden toezicht op de bouw, anderen zijn de “metselaars” en “timmerlieden”, en weer anderen onderhouden en houden het huis functionerend nadat het is gebouwd). Niet-functionele of ontbrekende proteïnen vormen de basis voor veel genetische ziekten. Nuttige verschillen in het DNA moeten worden gevonden in de resterende één tiende van één procent, waarvan niet bekend is dat het codeert voor iets specifieks. Omdat de precieze volgorde van dit deel van het DNA niet zo belangrijk is, is het vrij variabel, waardoor het mogelijk is DNA te gebruiken om onderscheid te maken tussen individuen.

Onder de ongeveer 3 miljoen DNA-basen die niet coderen voor eiwitten zijn regio’s met meerdere kopieën van korte herhalende sequenties van deze basen, die de DNA-backbone vormen (bijvoorbeeld TATT). Deze sequenties herhalen zich een variabel aantal keren bij verschillende individuen. Dergelijke gebieden worden “variabel aantal korte tandemherhalingen” genoemd en zij vormen de basis van STR-analyse. Een verzameling hiervan kan statistisch gezien bijna onweerlegbaar bewijs leveren voor de identiteit van een persoon, omdat de kans dat twee niet-verwante personen hetzelfde aantal herhaalde sequenties in deze regio’s hebben steeds kleiner wordt naarmate meer regio’s worden geanalyseerd.

Autosomale chromosomen zijn chromosomen die niet betrokken zijn bij het bepalen van het geslacht van een persoon, en STR’s op deze chromosomen worden autosomale STR’s genoemd. Andere STR’s die voor forensische doeleinden worden gebruikt, worden Y-STR’s genoemd, die uitsluitend afkomstig zijn van het mannelijke geslachtsbepalende Y-chromosoom. Profielen op basis van autosomale STR’s bieden een veel sterker statistisch vermogen dan profielen op basis van Y-STR’s, omdat autosomaal DNA willekeurig wordt uitgewisseld tussen paren van chromosomen die bij het maken van ei- en zaadcellen op elkaar passen. Dat is hoe, met miljarden mensen op de planeet, geen twee mensen die geen eeneiige tweeling zijn, precies gelijk zijn. Profielen op basis van Y-STRs zijn statistisch zwakker omdat alleen mannen een Y-chromosoom hebben en alle mannen dat van hun vader krijgen, dus alle mannen in een vaderlijke lijn hebben bijna identieke Y-chromosomen. Met voldoende Y-STRs, die wetenschappers loci noemen, kan een Y-STR profiel een aanzienlijk onderscheid maken tussen individuen, maar dit type profiel is zeker niet zo krachtig als een autosomaal STR profiel.

In de Verenigde Staten zijn 13 autosomale STR loci nu geaccepteerd als het systeem dat voor forensische doeleinden wordt gebruikt. Bij een robuust DNA-monster op de plaats van het misdrijf met goede gegevens voor alle 13 STR’s, is de kans dat een persoon die niet verwant is aan de eigenlijke dader een perfecte match heeft voor alle 13, meestal ongeveer 1 op 1 miljard. Experimenteel werk met een zeer robuuste set van 30 Y-STR loci liet daarentegen een kans zien van ongeveer 1 op 50.000 voor een perfecte match.

Over dit artikel

Dit artikel is verschenen in NIJ Journal Issue 267, March 2011, als een sidebar bij het artikel Extending the Time to Collect DNA in Sexual Assault Cases door Terry Taylor.