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Universitätsklinikum Essen
Institut für Rechtsmedizin
Forensische Genetik
Forensische Spurenanalytik und Abstammungsbegutachtung
Prof. Dr. rer. nat. Micaela Poetsch
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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
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Forensische Spurenanalytik
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
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Forensische Spurenanalytik
• Blut
• Sperma
• Haare
• Mundschleimhautzellen
• Zellen der äußeren Haut
• Knochen
• Zähne
• Fingernägel
• Urin, Kot
• Schweiß, Tränen, Nasensekret
• Vaginalsekret
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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?
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Forensische Spurenanalytik - Mundschleimhautzellen
Speichelspuren /
Mundschleimhautzellen
• Beißen oder Spucken
• Essen
• und Trinken
• Rauchen!
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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!
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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?
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Forensische Spurenanalytik - Spurensicherung
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
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Forensische Spurenanalytik - Spurensicherung
Trocknen lassen!Keine Plastikverpackung!
Keine Abstriche im Gelmedium!
Hinweise zur Spurensicherung
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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
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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
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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
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die zwischen einzelnen Menschen unterschiedlich sind
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
die zwischen einzelnen Menschen unterschiedlich sind
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Forensische Spurenanalytik – Grundlagen der DNA-Analyse
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)
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Forensische Spurenanalytik – Grundlagen der DNA-Analyse
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
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Forensische Spurenanalytik – Grundlagen der DNA-Analyse
jedes Chromosom ist beim Menschen zweimal vorhanden
(Ausnahme Geschlechtschromosomen)
in unterschiedlichen Ausprägungen, genannt Allele
also auch jeder short tandem repeat zweimal vorhanden
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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
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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
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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!
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Forensische Spurenanalytik – Exkurs Biostatistik
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!
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Forensische Spurenanalytik – Exkurs Biostatistik
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.
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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
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Forensische Spurenanalytik – Auswertung
Identifikation unbekannter Leichen
• über persönliche Gebrauchsgegenstände
• über potentielle Angehörige
• über eventuell vorhandene Vergleichsproben von Arzt/Krankenhaus (Blut- / Gewebeproben)
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Forensische Abstammungsbegutachtung – Einführung
Abstammungsgutachten
• unterhaltspflichtige Väter
• Väter mit Zweifeln
• Halbwaisen
• Erbstreitigkeiten
Strafrecht
• Tötung von Neugeborenen
• Vergewaltigung
• Inzest
Zivilrecht
• Familienzusammenführungen im Rahmen von Asylanträgen
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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
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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
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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