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Anwendungen der PCR

Vaterschaftsanalysen mittels PCR

Abb.1
Normale Baby-Wattestäbchen sind für eine PCR-Probennahme nicht geeignet!

Der genetische Fingerabdruck einer Person ist - sofern es sich nicht um eineiige Zwillinge handelt - ein unverwechselbares persönliches Merkmal. In der Verwandtschafts- und Vaterschaftsanalyse wird nicht das ganze Genom, sondern nur bestimmte Bereiche mittels PCR1) vervielfältigt und untersucht, die short tandem repeats (STRs, auch Mikrosatelliten-DNA genannt). In diesen kurzen, 2-10 Basenpaare langen und oft 1000fach wiederholten Bereichen ohne offensichtliche Funktion unterscheiden sich Menschen besonders stark. Die Analyse einiger dieser Genregionen ist ausreichend, um einen Menschen eindeutig zu identifizieren - und die Probe kann aus fast jedem Gewebe des menschlichen Körpers stammen.

Üblicherweise sind für die Probennahme einzeln verpackte, sterile Wattestäbchen vorgesehen, mit denen aus der Mundschleimhaut Zellen für eine Analyse entnommen werden. Normale Wattestäbchen für die Ohrreinigung sind für diese Zwecke ungeeignet, an diesen finden sich zahlreiche DNA-Reste, die aus dem Produktions- oder Verpackungsprozess stammen.

Wenn eine Probennahme schwer oder gar nicht möglich ist, z.B. bei vermissten Personen, können auch andere DNA-Quellen für eine Vaterschafts- oder Verwandtschaftsanalyse herangezogen werden: Haare mit intakter Wurzel, Blutproben, durchgekaute Kaugummis, abgeleckte Briefmarken, Schnuller, Zigarettenfilter, benutzte Taschentücher oder Rasierer.

Vaterschaftsanalyse in der Praxis

Abb.2
PCR-Vaterschaftsanalyse

Quelle (Grafik geändert): IBSG.

Normalerweise reicht die Untersuchung von 16 STRs aus, um eine Vaterschaft mit 99,99%iger Sicherheit zu bestimmen, 12 STRs gelten als Untergrenze für eine eindeutige Identifizierung. Bei komplizierten Verwandtschaftsverhältnissen, z.B. wenn Verwandte in direkter Linie wie Mutter oder Vater nicht mehr zur Verfügung stehen, können bis zu 47 STR-Analysen für ein eindeutiges Abstammungsergebnis notwendig sein (Quelle: Galantos Genetics).

Ein typisches STR-Muster einer Vaterschaftsanalyse ist in (Abb. 2) gezeigt. In der ersten Spur ist ein Standard zum Vergleich der Peakdiagramme aufgetragen. Probe eins (Spur 2) stammt vom Kind, Probe zwei (in Spur 3) von der Mutter. Beide Testpersonen teilen das Merkmal von Peak "10". Probe drei (in Spur 4 gezeigt) und Probe vier (Spur 5) stammen von den beiden möglichen Vätern. Nur der mögliche Vater zwei (Spur 5) hat ebenso wie das Kind Peak "11" und kommt daher als tatsächlicher Kindsvater in Betracht. Der mögliche Vater eins (Spur 4) teilt kein gemeinsames Merkmal mit dem Kind und scheidet daher als tatsächlicher Kindsvater mit hoher Wahrscheinlichkeit aus. Die beiden möglichen Väter könnten in dieser Konstellation verwandt sein, erkennbar am gemeinsamen Merkmal Peak "13".

In diesem Fall scheint die Sachlage eindeutig zu sein - möglicher Vater eins scheidet als tatsächlicher Kindsvater aus. Da bei der Vereinigung von Ei- und Samenzelle auch immer Mutationen möglich sind, die das Ergebnis der STR-Analyse verändern, müssen für eine annähernd 100%ige Sicherheit einer Vaterschaftsanalyse mehrere Merkmale verglichen werden.

Bei einer Verwandtschafts- oder Vaterschaftsanalyse wird mittels PCR nur untersucht, ob zwei (oder mehr) Menschen genetische Ähnlichkeit aufweisen. Aussagen über mögliche Erbkrankheiten oder andere Merkmale wie Augen- oder Haarfarbe werden mit diesen Tests nicht erfasst. Wie bei einem Fingerabdruck wird bei der Analyse des STR-Längenmusters nur die Person identifiziert.

Weiterführende Informationen

DocCheck-Artikel "Vaterschaftstest: Klarheit ohne Haareraufen"

1)PCR: polymerase chain reaction
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