DNA-Extraktion: Anwendungen, Bedeutung & Methoden

Häufig als „genetischer Fingerabdruck“ bezeichnet, ist DNA-Testung eines der genauesten – und umstrittensten – Identifikationswerkzeuge, die verwendet werden. Die Rolle der DNA-Testung hat sich von der historischen Validierung menschlicher und tierischer Überreste bis hin zur Bestimmung von Familien- und Strafgerichtsverfahren ausgeweitet. Die Extraktion von DNA ist oft ein früher Schritt in vielen diagnostischen Prozessen, die verwendet werden, um Bakterien und Viren in der Umwelt sowie zur Diagnose von Krankheiten und genetischen Störungen zu erkennen.

Die Fakten

DNA oder Desoxyribonukleinsäure ist das erbliche Material bei Menschen und fast allen anderen Organismen. Wissenschaftler extrahieren DNA aus dem Zellkern einer Zelle. Die DNA wird als ein Code gespeichert, der aus vier chemischen Basen besteht: Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) und Thymin (T). Alle Menschen haben über 3 Milliarden Basen, und 99,9 Prozent davon haben dieselbe Sequenz. Die verschiedenen machen jedoch die Einzigartigkeit eines jeden aus.

Funktion

Die Extraktion von DNA ist eine drei- bis vierstufige Operation, die Folgendes umfasst:
1. Die Zellen aufbrechen, allgemein als Zellstörung oder Zelllyse bezeichnet, um die DNA darin freizulegen. Dies wird üblicherweise durch Mahlen oder Sonizieren der Probe erreicht.
2. Entfernen von Membranlipiden durch Zugabe eines Detergents.
3. Entfernen von Proteinen durch Zugabe einer Protease (optional, aber fast immer durchgeführt).
4. Fällung der DNA mit einem Alkohol, meist eiskaltem Ethanol oder Isopropanol.
Instrumente, die häufig bei DNA-Extraktionen verwendet werden, sind eine Gelbox, ein Perlenmixer und eine Zentrifuge. Eine Gelbox wird verwendet, um DNA zu trennen, indem Ladungen durch Agarose-Gel gesendet werden. Ein Perlenmixer wird verwendet, um Zellen zu lysieren oder aufzubrechen, um auf DNA zuzugreifen, und eine Zentrifuge dreht sich mit Geschwindigkeiten von mehr als 15.000 Umdrehungen pro Minute, um DNA in verschiedenen Phasen der Extraktion zu trennen. Obwohl forensische und medizinische Labore dafür bekannt sind, diese Art von Arbeit zu leisten, kann jeder DNA aus jedem lebenden Organismus gewinnen, indem er dem Protokoll folgt.

Vorteile

Die Extraktion von DNA dient vielen verschiedenen Zwecken. Beweise aus DNA-Tests haben zahlreiche Menschen in Vergewaltigungs-, Mord- und anderen Strafverfahren verurteilt oder entlastet. Es ist auch der entscheidende Faktor in vielen Vaterschaftsfällen. Tests haben auch dazu beigetragen, erbliche Merkmale und Ahnenwege aufzudecken. Die Testung hat geholfen, gefundene Leichen zu identifizieren, die auf andere Weise nicht verifiziert werden können.

Missverständnisse

So beliebt DNA-Tests vor Gericht und in der öffentlichen Meinung geworden sind, sind sie nicht unfehlbar. Es gab Fälle, in denen DNA-Tests, die korrekt durchgeführt wurden, sich als falsch erwiesen. Im Bundesstaat Washington stimmte die DNA einer Mutter nicht mit der ihrer Kinder überein, obwohl sie sie geboren hatte. Ein weiteres Beispiel stammt von einem Arzt, der Patienten vergewaltigte, aber Strafverfolgungsbeamten auswich, indem er jemand anderes Blut in seinen Arm pflanzte.

Warnung

Die meisten DNA-Testfehler entstehen aus menschlichem Versagen. Testlabore sind wegen fehlerhafter Praktiken, Kontamination von Blutproben und nachlässiger Dokumentation in die Kritik geraten. Es gab Statistiken, die das Thema des Gesetzes der Durchschnitte annehmen und die Wahrscheinlichkeit einer DNA-Übereinstimmung gegen die Chancen auf Schuld oder Unschuld argumentieren. Diese Verteidigung im juristischen Bereich ist als Staatsanwaltsfehlschluss bekannt. Dies und andere Diskrepanzen haben Gerichtsargumente gegen DNA-Tests angeheizt. Bei solchen Herausforderungen wird DNA-Tests nie allein als einziger Beweis in einem Strafverfahren stehen.