Hoe werkt DNA-fingerprinting en overerving?

DNA-fingerprinting is een krachtige techniek die wordt gebruikt om individuen te identificeren of familierelaties vast te stellen op basis van unieke patronen in hun DNA. Dit proces maakt gebruik van specifieke, herhaalde DNA-sequenties die Short Tandem Repeats (STR's) of Variable Number Tandem Repeats (VNTR's) worden genoemd.

1. Wat zijn STR's/VNTR's?

   • STR's en VNTR's zijn korte stukjes DNA die zich herhalen op specifieke plaatsen (loci) in ons genoom.
   • Het aantal van deze herhalingen varieert sterk tussen individuen. Dit maakt ze uniek voor bijna iedereen (behalve eeneiige tweelingen).
   • Voor elke STR/VNTR-locus heeft een individu twee allelen: één geërfd van de biologische vader en één van de biologische moeder.

2. Overerving van STR's/VNTR's:

   • Wanneer een kind wordt verwekt, erft het willekeurig één allel voor elke STR/VNTR-locus van de vader en één van de moeder.
   • Dit betekent dat het DNA-profiel van een kind altijd een combinatie is van de profielen van de ouders. Elk bandje in de DNA-fingerprint van het kind moet overeenkomen met een bandje van de moeder óf de vader.
   • De kans dat een kind een specifiek allel van de vader erft, is $1/2$. De kans dat een kind een specifiek allel van de moeder erft, is $1/2$. De kans op een specifieke combinatie van allelen wordt berekend door de individuele kansen te vermenigvuldigen.

3. Visualisatie met Gelelektroforese:

   • Om de verschillende lengtes van de STR/VNTR-fragmenten zichtbaar te maken, wordt gelelektroforese gebruikt.
   • DNA-fragmenten worden in een gel geplaatst en onder invloed van een elektrische stroom gescheiden. Omdat DNA negatief geladen is, beweegt het naar de positieve pool.
   • Kleinere fragmenten (met minder herhalingen) bewegen sneller en verder door de gel dan grotere fragmenten (met meer herhalingen).
   • Het resulterende patroon van bandjes in de gel is de unieke "DNA-fingerprint" van een individu.

4. Toepassingen van DNA-fingerprinting:

   • Vaderschapstesten: Door de DNA-fingerprints van een kind, de moeder en een potentiële vader te vergelijken, kan met grote zekerheid worden vastgesteld of iemand de biologische vader is. Elk bandje van het kind moet een match hebben met ofwel de moeder, ofwel de vader.
   • Forensisch onderzoek: DNA-sporen die op een plaats delict worden gevonden (bijvoorbeeld bloed, haar, speeksel) kunnen worden geanalyseerd om een DNA-fingerprint te creëren. Dit profiel kan vervolgens worden vergeleken met dat van verdachten of met databases om de dader te identificeren. De statistische kracht van deze identificatie is zeer hoog door het gebruik van meerdere STR-loci.