Achtergrond van het DNA-onderzoek

Hoe wordt DNA onderzocht?

DNA zit in de celkern van cellen (o.a. in wangslijmvliescellen). Om het DNA te kunnen onderzoeken, zal dit eerst uit de celkern moeten worden gehaald.

Wanneer het DNA uit de celkern is gehaald, wordt er een mix aan toegevoegd met o.a. losse bouwstenen (A, T, C, G), primers (dit zijn kleine stukjes DNA waarvan de volgorde van de bouwstenen bekend is.), een enzym en overige chemicaliën. Vervolgens wordt het DNA vermenigvuldigd d.m.v. Polymerase Chain Reaction (PCR). Dit is een chemische reactie waarmee specifieke delen van het DNA (meestal STRs) vele miljoenen malen worden gekopieerd.

De vermenigvuldiging vindt plaats door een herhaling van drie verschillende temperatuur stappen. Eerst wordt de temperatuur naar 96°C gebracht.
Zo wordt het dubbelstrengs DNA gesplitst in twee losse strengen.
Zodra het DNA enkelstrengs is, wordt de temperatuur omlaag gebracht naar ongeveer 60°C. Bij deze temperatuur hechten de primers aan het enkelstrengs DNA.
Vervolgens wordt de temperatuur weer omhoog gebracht naar 70°C.
Het enzym ‘leest’ het enkelstrengs DNA af vanaf het uiteinde waar de primer zich heeft gehecht en vult het enkelstrengs DNA aan met de losse bouwstenen. Dit proces wordt ongeveer 30 keer herhaald.
Op deze manier ontstaan vele kopieën van het DNA met een zelfde lengte.

Voor het uitvoeren van de PCR wordt zo veel mogelijk gebruik gemaakt van commercieel verkrijgbare kits, waarmee meerdere STRs gelijktijdig gekopieerd kunnen worden. Afhankelijk van de vraagstelling wordt bepaald welke kit wordt gebruikt. Het FLDO heeft de beschikking over de volgende kits:

PCR-kits voor Capillaire Elektroforese (CE):

Powerplex® Fusion (22 aSTRs, 1 YSTR) en Powerplex® Y23 (22 YSTRs) van Promega.

VerifilerTM Plus (23 aSTRs, 1 Y‑chromosomale insertie/deletie) van ThermoFisher Scientific.

PCR-kits voor Massively Parallel Sequencing (MPS):

PowerSeq-46GY (22 aSTRs, 22 YSTRs) van Promega.

 

 

 

Omdat aan de primers, die zijn gebruikt bij het vermenigvuldigen van het DNA, fluorescerende labels zitten, kan de lengte van het vermenigvuldigde DNA worden gemeten. Dit wordt gedaan met daarvoor speciaal ontwikkelde apparatuur en software.

Het vermenigvuldigde DNA wordt door de software afgebeeld als pieken. De analist beoordeelt deze pieken. Omdat een piekenprofiel voor iedereen uniek is, kan bijvoorbeeld worden vergeleken of een piekenprofiel van een spoor overeenkomt met het piekenprofiel van een verdachte of slachtoffer.

Dit DNA-profiel wordt beoordeeld en vergeleken met alle te onderzoeken personen en/of sporen. Waar mogelijk worden de resultaten onderbouwd met behulp van kansberekeningen. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van een groot Nederlands databestand.
Zie A.A. Westen et al. Forensic Sci Int Genet 10 (2014) p.55-63 en
A.A. Westen et al. Forensic Sci Int Genet 14 (2015) p.174-181.

In voorbeeld 1 is een piekenprofiel van een DNA-onderzoek tussen twee slachtoffers, een verdachte en een spoor te zien. Het DNA-profiel van de verdachte wordt teruggevonden in spoor 2. Dit betekent dat de verdachte biologisch materiaal heeft achtergelaten op spoor 2.

In voorbeeld 2 is een piekenprofiel van een DNA-onderzoek tussen twee slachtoffers, een verdachte en een (meng)spoor te zien. Het DNA-profiel van de verdachte en het DNA-profiel van slachtoffer 1 worden teruggevonden in spoor 1. Dit betekent dat zowel de verdachte als het slachtoffer 1 biologisch materiaal hebben achtergelaten op spoor 1.