Was ist eine STR-Analyse?
Sidebar zu dem Artikel Extending the Time to Collect DNA in Sexual Assault Cases von Terry Taylor.
Die gängigste Art der DNA-Profilerstellung für Kriminalfälle und andere forensische Zwecke ist die sogenannte „STR“-Analyse (Short Tandem Repeat).
Die Verwendung von DNA zur Unterscheidung zwischen zwei Individuen ist eine knifflige Angelegenheit, da fast 99,9 Prozent unserer DNA die gleiche ist wie die DNA aller anderen. DNA, die eigentlich für Proteine kodiert, kann nicht viel variieren, ohne die Proteine unwirksam zu machen. Die vier Nukleotidbasen, die das Rückgrat der DNA bilden, liefern die Anweisungen für den Zusammenbau der Aminosäuren in den Proteinen, indem sie in einer präzisen Sequenz vorliegen, wobei jede Drei-Basen-Gruppe für eine bestimmte Aminosäure kodiert. Wenn diese DNA-Basensequenz verändert wird (oder „mutiert“, wie Wissenschaftler im Allgemeinen sagen), kann auch die Sequenz der Aminosäuren im resultierenden Protein verändert werden. Da die Funktion des Proteins von einer bestimmten Aminosäuresequenz abhängt, kann es sein, dass das Protein nicht funktioniert.
Stellen Sie sich die DNA als den „Bauplan“ für ein Haus vor und die Proteine als den Stahl, das Holz, die Ziegel und den Mörtel, aus denen das Haus gebaut wird. Ein Ziegelstein, der hauptsächlich aus Sand statt aus Lehm besteht, wird bröckeln, und Mörtel mit dem falschen Verhältnis von Zement zu Zuschlagstoffen wird versagen. Genauso wird ein Protein mit der falschen Sequenz von Aminosäuren oft nicht funktionieren. (Diese Analogie wird jedoch der Komplexität des DNA-Protein-Systems nicht gerecht, denn Proteine sind nicht nur die „Ziegel“ und das „Holz“. Einige „lesen“ den „Bauplan“ und überwachen den Bau, andere sind die „Maurer“ und „Zimmerleute“, und wieder andere halten das Haus instand und sorgen dafür, dass es funktioniert, nachdem es gebaut ist). Nicht funktionierende oder fehlende Proteine sind die Grundlage für viele genetische Krankheiten. Nützliche Unterschiede in der DNA müssen in dem verbleibenden Zehntelprozent gefunden werden, von dem nicht bekannt ist, dass es für etwas Bestimmtes kodiert. Da die genaue Sequenz dieses Teils der DNA nicht so wichtig ist, ist sie recht variabel, was es ermöglicht, die DNA zur Unterscheidung zwischen Individuen zu nutzen.
Unter den etwa 3 Millionen DNA-Basen, die nicht für Proteine kodieren, befinden sich Regionen mit mehreren Kopien von kurzen, sich wiederholenden Sequenzen dieser Basen, die das DNA-Rückgrat bilden (zum Beispiel TATT). Diese Sequenzen wiederholen sich bei verschiedenen Individuen unterschiedlich oft. Solche Regionen werden „variable number short tandem repeats“ genannt und sind die Grundlage der STR-Analyse. Eine Sammlung davon kann statistisch nahezu unwiderlegbare Beweise für die Identität einer Person liefern, da die Wahrscheinlichkeit, dass zwei nicht verwandte Personen die gleiche Anzahl von wiederholten Sequenzen in diesen Regionen haben, immer geringer wird, je mehr Regionen analysiert werden.
Autosomale Chromosomen sind diejenigen, die nicht an der Bestimmung des Geschlechts einer Person beteiligt sind, und STRs auf diesen Chromosomen werden autosomale STRs genannt. Andere STRs, die für forensische Zwecke verwendet werden, werden Y-STRs genannt, die ausschließlich vom männlichen geschlechtsbestimmenden Y-Chromosom abgeleitet sind. Profile, die auf autosomalen STRs basieren, bieten eine viel stärkere statistische Aussagekraft als Profile, die auf Y-STRs basieren, da autosomale DNA bei der Herstellung von Ei- und Samenzellen zufällig zwischen passenden Chromosomenpaaren ausgetauscht wird. So kommt es, dass bei Milliarden von Menschen auf dem Planeten keine zwei Menschen, die keine eineiigen Zwillinge sind, exakt gleich sind. Profile, die auf Y-STRs basieren, sind statistisch schwächer, weil nur Männer ein Y-Chromosom haben und alle Männer ihr Y-Chromosom von ihren Vätern bekommen, so dass alle Männer in jeder väterlichen Linie fast identische Y-Chromosomen haben. Bei einer ausreichenden Anzahl von Y-STRs, die Wissenschaftler als Loci bezeichnen, kann ein Y-STR-Profil eine beträchtliche Unterscheidungskraft zwischen Individuen bieten, aber diese Art von Profil ist sicherlich nicht so leistungsfähig wie ein autosomales STR-Profil.
In den Vereinigten Staaten werden jetzt 13 autosomale STR-Loci als das für forensische Zwecke verwendete System akzeptiert. Bei einer robusten Tatort-DNA-Probe mit guten Daten für alle 13 STRs liegt die Wahrscheinlichkeit, dass eine Person, die nicht mit dem eigentlichen Täter verwandt ist, eine perfekte Übereinstimmung für alle 13 hat, typischerweise bei 1 zu 1 Milliarde. Im Gegensatz dazu zeigte eine experimentelle Arbeit mit einem sehr robusten Satz von 30 Y-STR-Loci eine Wahrscheinlichkeit von etwa 1 zu 50.000 für eine perfekte Übereinstimmung.
Über diesen Artikel
Dieser Artikel erschien im NIJ Journal Issue 267, März 2011, als Sidebar zum Artikel Extending the Time to Collect DNA in Sexual Assault Cases von Terry Taylor.