Waarom maakte de uitvinding van PCR DNA-vingerafdrukken mogelijk?

DNA-fingerprinting is een techniek die wordt gebruikt om de kenmerken van DNA van een bepaald individu bekend als DNA-profiel te bepalen. Het DNA-profiel is uniek voor een bepaald individu. Het wordt gegenereerd op basis van de korte tandemherhalingen (STRs), typen herhalende elementen in het satelliet-DNA. Omdat het DNA-profiel van een bepaald individu uniek is, kan het worden gebruikt om individuen te identificeren. Daarom wordt DNA-vingerafdrukken gebruikt bij vaderschapstesten en forensisch onderzoek. In forensisch testen, het versterkende vermogen van PCR speelt een cruciale rol bij het terugwinnen van informatie uit zeer kleine of afgebroken monsters.

Key Areas Covered

1. Wat is DNA-vingerafdrukken
     - Definitie, procedure, rol
2. Waarom maakte de uitvinding van PCR DNA-vingerafdrukken mogelijk?
     - Gebruik van PCR bij DNA-vingerafdrukken

Sleutelbegrippen: DNA-vingerafdrukken, DNA-profiel, forensisch onderzoek, vaderschapstesten, PCR, korte tandem-herhalingen (STRs)

Wat is DNA-vingerafdrukken

DNA-fingerprinting is een techniek die wordt gebruikt bij de identificatie van individuen op basis van de unieke patronen van hun DNA. Deze techniek is ontwikkeld door Sir Alec Jeffreys in 1984. De patronen van de herhalende elementen, korte tandem-herhalingen (STRs) genoemd, worden aan de analyse onderworpen. De STR's behoren tot de niet-coderende regio's van het genoom die worden gevonden in de centromere gebieden. Ze zijn een soort satelliet-DNA. Shorts-sequenties van nucleotiden (2-6 baseparen) worden een variabel aantal keren herhaald in STRs. Omdat individuen een ander aantal herhalingen hebben op een gegeven locus, is het DNA-profiel uniek voor een bepaald individu. Het proces van DNA-vingerafdrukken wordt getoond in Figuur 1.

Figuur 1: DNA-vingerafdrukken

DNA-vingerafdrukprocedure

1. Een DNA-monster wordt geïsoleerd uit een biologisch monster (bloed, speeksel, sperma).
2. De fragmenten worden gegenereerd door satelliet-DNA te digereren met restrictie-enzymen.
3. De fragmenten worden gescheiden door middel van gelelektroforese.

Toepassing van DNA-vingerafdrukken

DNA-vingerafdrukken worden gebruikt in vaderschapstests en forensisch onderzoek.

Vaderschapstesten

Omdat een kind de helft van de chromosomen van elke ouder erft, heeft hij een combinatie van ouderpatronen van STR's. Een vaderschapstestdiagram wordt getoond in Figuur 2.

Figuur 2: vaderschapstesten

Wanneer de STR-banden van de moeder worden afgetrokken van het DNA-profiel van het kind, behoren de resterende banden tot # 1 persoon. Daarom zou hij de biologische vader van het kind moeten zijn.

Forensische studies

DNA-vingerafdrukken worden ook gebruikt in de forensische onderzoeken om de verdachte te identificeren door de DNA-profielen te vergelijken. Het biologische monster kan echter erg klein zijn of verslechteren omdat het van een plaats delict moet worden verzameld.

Waarom maakte de uitvinding van PCR DNA-vingerafdrukken mogelijk?

De biologische monsters verzameld op een plaats delict kunnen erg klein of verslechterd zijn. Daarom is de hoeveelheid satelliet-DNA mogelijk niet voldoende voor detectie in een gel. PCR wordt gebruikt om de STR-gebieden van het genoom te amplificeren om een ​​aanzienlijk aantal DNA voor de restrictiedigestie te verkrijgen. Vandaar dat het gebruik van PCR in DNA-fingerprinting de onderscheidende kracht van het proces verhoogt.   

Conclusie

DNA-fingerprinting is het proces van het bepalen van het DNA-profiel van een individu. De STR's worden gebruikt om het bandpatroon te verkrijgen dat bekend staat als het DNA-profiel. Het DNA-profiel is uniek per individu en kan daarom worden gebruikt voor de identificatie van personen in zowel vaderschapstests als forensische onderzoeken. Kleine of afgebroken monsters kunnen echter een slechte discriminatie tussen monsters veroorzaken. Daarom kan PCR worden gebruikt om de STR-gebieden te amplificeren om hoog-intense bandpatronen op een gel te verkrijgen.

Referentie:

1. Roewer, Lutz. "DNA-vingerafdrukken in forensisch onderzoek: verleden, heden en toekomst." Onderzoeksgenetica, BioMed Central, 2013, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "Stadia van genvingerafdruk" door Sneptunebear16 - Eigen werk (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. "DNA vaderschapstest en" door Helixitta - Eigen werk op basis van werk Bestand: Test na ojcostwo schemat.svg door Pisum (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia