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Universitätsklinikum Essen

Institut für Rechtsmedizin

Forensische Genetik

Forensische Spurenanalytik und Abstammungsbegutachtung

Prof. Dr. rer. nat. Micaela Poetsch

Forensische Spurenanalytik

Ziel: Identifikation

Also die Zuordnung einer bestimmten Spur zu einer bestimmten Person!

Denn Spuren bei einer forensischen Untersuchung sind Hinweise auf den Täter, auf das Opfer und/oder auf den Tathergang


Notwendig für die Identifikation sind Merkmale,

die zwischen einzelnen Menschen unterschiedlich sind

die sich im Laufe des menschlichen Lebens nicht verändern

die in allen Zellen ein und desselben Menschen identisch sind

die auch nach „Lagerung“ unter schlechten Umweltbedin-gungen noch analysierbar sind


• Blut

• Sperma

• Haare

• Mundschleimhautzellen

• Zellen der äußeren Haut

• Knochen

• Zähne

• Fingernägel

• Urin, Kot

• Schweiß, Tränen, Nasensekret

• Vaginalsekret

Forensische Spurenanalytik - Haare

• Haar, Pflanzenfaser oder Textilfaser?

• Menschliches Haar oder Tierhaar?

• Kopfhaar oder Körperhaar?

• Ist das Haar ausgerissen, abgeschnitten, abgequetscht oder versengt?

• Haarfarbe?

• Kann das Haar einer tatbeteiligten Person zugeordnet werden?

Forensische Spurenanalytik - Mundschleimhautzellen

Speichelspuren /

Mundschleimhautzellen

• Beißen oder Spucken

• Essen

• und Trinken

• Rauchen!

Forensische Spurenanalytik - Epithelzellen

Zellen der äußeren

Haut • Immer, wenn man einen Gegenstand fest anfasst.

• Oder wenn etwas sehr häufig benutzt wird

• oder wenn etwas über längere Zeit in engem Kontakt mit der Haut gestanden hat.

Das beinhaltet natürlich auch Würgemale oder Stellen starker körperlicher Gewalt!

Forensische Spurenanalytik - Spurensicherung

Spurensicherung nach körperlicher Gewalt

Blutspuren

Spermaspuren

andere Sekretspuren

Haare

Abrieb an potentiellen BisswundenAbriebspuren an Stellen starker körperlicher Gewalt Sicherung von Epithelzellen mittels Abstrich

Fremdmaterial unter den Fingernägeln?


Spurensicherung nach Einbruchsdiebstahl

Blut an der eingeschlagenen Fensterscheibe

Epithelzellspuren an Tür- oder Fenstergriff

Epithelzellspuren an zurückgelas-senem Werkzeug, an Flaschen, Gläsern, Löffeln,an Benzinkanistern nach Brand-stiftung,oder am Lenkrad nach Autodieb-stahl


Trocknen lassen!Keine Plastikverpackung!

Keine Abstriche im Gelmedium!

Hinweise zur Spurensicherung

bezieht auch die molekulargenetische Untersuchung aufgefundenen, sichergestellten oder beschlagnahmten Spurenmaterials ein

weitergehende Feststellungen sind unzulässig

• soweit zur Feststellung der Abstammung oder der Tatsache, ob aufgefundenes Spurenmaterial von dem Beschuldigten oder dem Verletzten stammt

• molekulargenetische Untersuchung an Material von Beschuldigten (gem. § 81a StPO) und anderen Personen, z.B. Zeugen und Geschädigte (gem. § 81 c) sind zulässig

Was steht in § 81 Strafprozessordnung?

Forensische Spurenanalytik – juristische Aspekte

Forensische Spurenanalytik – Exkurs Tiere

Biologische Spuren umfassen nicht nur menschliches Material!

Hunden und Katzen typisiert und individualisiert

Pferden (Diebstahl, Autounfall),

Rindern (Diebstahl),

Wild (Wilderei, Autounfall),

Es wurden in Deutschland bereits Blut und Haare von

Forensische Spurenanalytik – Vortests zur Bestimmung der Spurenart

Farbtests für den Nachweis von Blut

Benzidin für den Nachweis von Hämoglobulin

OBTI-Test für den Nachweis von humanem Blut (Antigen-Antikörper-Test)

Farbtests für den Nachweis von SpeichelAmylasetest

Farbtests für den Nachweis von SpermasekretSaure Phosphatase

Mikroskopische Untersuchungen

Spermienköpfe

Haarmorphologie


Forensische Spurenanalytik – Grundlagen der DNA-Analyse

Notwendig für die Identifikation sind Merkmale,

die sich im Laufe des menschlichen Lebens nicht verändern

die in allen Zellen ein und desselben Menschen identisch sind

die auch nach „Lagerung“ unter schlechten Umweltbedingungen noch analysierbar sind



Repetitive DNA

Art Länge der Repeats

Satelliten-DNA > 1.000 bp

Mini-Satelliten (VNTR) 10 – 100 bp

(variable number of tandem repeats)

Mikro-Satelliten (STR) 2 – 9 bp

(short tandem repeats)


Short tandem repeats - STRs•repetitive Sequenzen mit Di-, Tri-, Tetra- und

Pentameren als Wiederholungseinheiten

•überwiegend in nicht-kodierenden Regionen des Genoms, einige wenige in Introns verschiedener Gene

• über alle Chromosomen verteilt unabhängige Vererbung

• Anzahl der Repeats variiert von Mensch zu Mensch

• Analyse möglich durch PCR – Primer flankieren Repeatregion


jedes Chromosom ist beim Menschen zweimal vorhanden

(Ausnahme Geschlechtschromosomen)

in unterschiedlichen Ausprägungen, genannt Allele

also auch jeder short tandem repeat zweimal vorhanden

Forensische Spurenanalytik – Methodik

Auswahl der in der Forensik genutzten STRs

•kleine Fragmentlängen (nicht mehr als 400bp)

•viele Allele

•bekannte, möglichst gleichmäßige Verteilung der Allele in der zu untersuchenden Bevölkerung

• bekannte chromosomale Lokalisation

• unabhängige Vererbung

• bekannte, möglichst niedrige Mutationsrate

• Hardy-Weinberg-Gleichgewicht

Forensische Spurenanalytik – Methodik

Sensitivität

•Theoretisch reicht 1 DNA-Strang für die PCR

•Der Kern einer diploiden Zelle enthält etwa 6 pg DNA

• In der Praxis sollten mindestens 30 pg DNA für die Amplifikation der STRs eingesetzt werden (also mindestens 5 Zellen)

•Optimale DNA-Konzentration : 300 pg – 1 ng

Forensische Spurenanalytik – Exkurs Biostatistik

1 STR – 10 Allele – 55 Kombinationen

2 STR – je 10 Allele – 3.025 Kombinationen

3 STR – je 10 Allele – 166.375 Kombinationen

4 STR – je 10 Allele – 9.150.625 Kombinationen

5 STR – je 10 Allele – 503.284.375 Kombinationen

6 STR – je 10 Allele – 27.680.640.625 Kombinationen

7 STR – je 10 Allele – 1.522.435.234.375 Kombinationen

8 STR – je 10 Allele – 83.733.937.890.625 Kombinationen

Weltbevölkerung jetzt 8 Milliarden

Cave : Allelhäufigkeiten!


Allelfrequenzen D3S1358

Allel 12 0,0004

Allel 13 0,0064

Allel 14 0,1162

Allel 15 0,2507

Allel 16 0,2401

Allel 17 0,2144

Allel 18 0,1573

Allel 19 0,0122

Allel 20 0,0013

Allel 21 0,0002

Kombination 15/16 Häufigkeit = 0,12

2 STRs Häufigkeit = 0,0144

3 STRs Häufigkeit = 0,0017

…

8 STRs Häufigkeit = 4,3 x 10-

8

Das entspricht 1 Person unter

23 Millionen Menschen!


Bei der Berechnung werden immer verschiedene Hypothesen einander gegenüber gestellt.

Wurde also an einer bestimmten Spur das Einzelprofil des Tatverdächtigen bestimmt, lauten die Hypothesen folgendermaßen:

1. Die DNA an der Spur stammt vom Tatverdächtigen.

2. Die DNA an der Spur stammt nicht vom Tatverdächtigen.

Die Kombinationshäufigkeit der Allele des Tatverdächtigen gibt jetzt an, wie häufig sein Genotyp in der gewählten Bevölkerung vorkommt, und damit also, wie wahrscheinlich es ist, dass die DNA tatsächlich von ihm selbst stammt.

Forensische Spurenanalytik – Auswertung

Analyse gonosomaler STRs in der Spurenanalytik

Insbesondere bei Vergewaltigungen relevantMischspuren, in denen in den autosomalen STRs kein vollständiges DNA-Profil vom Tatverdächtigen dargestellt werden kann

Zur Beantwortung der Frage, ob ein oder mehrere Männer die Spuren verursacht haben können

Forensische Spurenanalytik – Auswertung

Identifikation unbekannter Leichen

• über persönliche Gebrauchsgegenstände

• über potentielle Angehörige

• über eventuell vorhandene Vergleichsproben von Arzt/Krankenhaus (Blut- / Gewebeproben)

Forensische Abstammungsbegutachtung – Einführung

Abstammungsgutachten

• unterhaltspflichtige Väter

• Väter mit Zweifeln

• Halbwaisen

• Erbstreitigkeiten

Strafrecht

• Tötung von Neugeborenen

• Vergewaltigung

• Inzest

Zivilrecht

• Familienzusammenführungen im Rahmen von Asylanträgen

Forensische Abstammungsbegutachtung – Methodik

Untersuchungsmaterial

überwiegend Mundschleimhautabstriche

oder Blut

seltener archiviertes Material aus der Pathologie

z.B. Blinddarm, Mandeln

Tumormaterial

Immer öfter: Gewebe, Zähne, Knochen, die bei der Exhumierung der Leiche entnommen worden sind

Forensische Abstammungsbegutachtung – Defizienzgutachten

Komplexe Abstammungsfälle

Geschwistergutachten

Mutter der Kinder: 28/30

Vater der Kinder: 31.2/32.2

Mögliche Allelkombinationen der Kinder:

28/31.2

30/31.2

28/32.2

30/32.2

Forensische Analytik – Zukunftsaussichten

Single nucleotide polymorphism (SNP)

Veränderungen einzelner Basen der DNA

• liegen außerhalb von Genen und regulatorischen Regionen

• oder innerhalb von Genen

Analyse in der forensischen Genetik problemlos möglich

Mögliche Bedeutung für Krankheiten oder phänotypische Ausprägung

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