DNA als hulpmiddel bij het oplossen van misdrijven

DNA kan steeds vaker gebruikt worden bij het oplossen van misdrijven. Dit artikel bevat een ter inleiding een algemene beschijving van de opbouw en functie van DNA, chromosomen en genen. Verder wordt dieper ingegaan op de DNA technieken, zoals PCR, die worden gebruikt door forensisch specialisten om een DNA profiel, ook wel DNA fingerprint, te maken. Ook wordt er een beschrijving gegeven van het gebruik van de DNA databank en statistiek.

1. DNA

DNA bepaalt vanaf het moment van onze conceptie (als de twee ouderlijke geslachtscellen samensmelten tot één) hoe we in de baarmoeder de menselijke gedaante aannemen met alle functies die daarbij horen. Hoe is het mogelijk dat die ene stof DNA alle levende wezens hun verschillende vorm geeft?

1.1 De ontdekking van DNA

Het lichaam is opgebouwd uit zeer veel cellen. Elke cel heeft een kern met daarin het unieke DNA, dat al de erfelijke eigenschappen bevat. DNA werd in 1869 ontdekt door de jonge Zwitserse arts Miesscher. Hij experimenteerde met cellen afkomstig uit etter van ziekenhuisverband en ontdekte een witte neerslag afkomstig uit de celkernen. Miesscher noemde het neerslag nucleïne (nucleus= kern) Later ontdekte men dat deze stof zure eigenschappen bevatte en noemde men het nucleïnezuur. DNA is de afkorting van het Engelse deoxyribonucleic acid (in het Nederlands: desoxyribonucleïnezuur).

Sindsdien is de kennis van DNA sterk toegenomen. Het bleek om een zeer groot molecuul te gaan. In 1944 werd bewezen dat in het DNA, in codevorm, de erfelijke aanleg van organismen is vastgelegd. Maar men wist nog niet hoe de DNA zich bij elke deling kopieert en hoe precies de erfelijke boodschappen in het DNA zijn opgeslagen. De oplossing bleek te zitten in de structuur van het DNA. In die tijd deden veel wetenschappers onderzoek naar het hoe en wat van DNA, zo ook James Watson en Francis Crick.

De chemische bouwstenen van DNA waren bekend. Maar tot dan toe had niemand uit die losse bouwstenen het DNA-bouwwerk kunnen reconstrueren. Het beruchte duo Watson en Crick bedachten de volgende strategie. Ze zouden net zo lang modellen van het DNA-molecuul bouwen totdat alle onderdelen keurig in elkaar zouden passen. Bij een röntgenopname bleek overduidelijk dat de DNA een spiraalstructuur had. Ze bouwden een model met twee ketens en zetten de verschillende onderdelen van het DNA op de juiste plaats.

DNA is dus een dubbele lange keten van moleculen. Er zijn vier verschillende soorten moleculen, die aangeduid worden met de letters A (adenine), T (thymine), C (cytosine) en G (guanine). Deze zijn zodanig gerangschikt op de dubbele spiraal dat A altijd tegenover T en C altijd tegenover G zit. De ene spiraal is dus een spiegelbeeld van de andere. Dat is praktisch wanneer de cel zich deelt. De dubbele spiraal bestaat uit stukjes - het ene wat langer dan het andere -gevormd door een reeks moleculen in een bepaalde unieke volgorde, bijv. ACCTGAGGCTTCGGAACTTAACCGG. Een ander stukje heeft weer een andere volgorde. Het aantal mogelijkheden is ontelbaar.

Elk stukje DNA - niet groter dan een honderdduizendste van een millimeter - heeft dus een eigen karakter. Zo’n stukje noemen we een gen. Het is als het ware een wachtwoord of code met een eigen boodschap. Het ene gen zendt een andere boodschap uit dan het andere. De boodschap, de informatie, is van chemische aard: er wordt een stof afgescheiden en ergens anders opgenomen en dat levert daar een bepaalde reactie op.

• Een gen is dus de kleinste eenheid van erfelijkheid
• Elk gen stuurt - in samenwerking met andere genen een bepaald proces, bijvoorbeeld de vorming van rode bloedlichaampjes, of de aanleg voor hartziekte, of de kleur van het haar
• Alle genen samen sturen alle functies en structuren van het menselijk organisme.

1.2 Chromosomen

In elke cel van ons lichaam bevindt zich al onze erfelijke informatie opgeslagen in 46 strengetjes DNA. Die strengetjes heten ‘chromosomen’. Elk chromosoom bestaat uit een groot aantal (500-1000) genen. De chromosomen liggen in 23 paren bij elkaar. Als de cel zich deelt -wat dagelijks bij veel cellen gebeurt - delen de chromosomen (de dubbele streng DNA) zich ook, zodat elke volgende cel een exacte kopie is van de vorige. Zo’n kopie heet ook wel ‘kloon’. De enige cellen in het lichaam die geen 46 chromosomen bevatten zijn de eicellen en zaadcellen. Die bevatten slechts de ene helft van al die paren, dus 23 chromosomen. Bij het samensmelten van eicel en zaadcel (bevruchting) worden de 23 chromosomen van elk bijeengevoegd. De nieuwe cel bezit dus eigenschappen (genen) van zowel de vader (zaadcel)als de moeder (eicel). Hierdoor is elk nieuw individu dat uit seksuele voortplanting voortkomt een klein beetje anders dan de twee ouders, terwijl bij celdeling de eigenschappen hetzelfde zijn als van de ene ouder.

De genetica is de wetenschap van de erfelijkheid. Die streeft ernaar van alle genen te weten te komen wat ze precies doen. Het meeste genetische onderzoek vindt plaats bij eenvoudige organismen, waar het aantal genen veel kleiner is dan bij de mens. Men heeft sinds kort het hele genoom, dus alle 30.000 genen van de mens, in kaart gebracht, echter is nog niet bekend wat die genen doen.

1.3 Celdeling

1.3.1 De deling
Als een cel zich deelt gebeurt het volgende: In de kern van de cel (K) delen de chromosomen (C: strengetjes DNA) zich in de lengte doormidden, en de helften bewegen zich naar tegenovergestelde hoeken van de celkern. Elk van de helften bouwt met behulp van de aanwezige chemische bestandsdelen een nieuwe streng (ook weer zodanig dat een A-molecuul altijd tegenover een T-molecuul zit en een C-molecuul tegenover een G-molecuul). Dan deelt de celkern zich in tweeën. Nu zijn er dus twee celkernen in de cel in plaats van één, en elk van die kernen heeft precies dezelfde genetische informatie als hun moedercel. Ook de rest van de cel (het cytoplasma genaamd) deelt zich doormidden, zodat er twee complete nieuwe cellen zijn in plaats van één.

Celdeling vindt voortdurend plaats bij groei of ter vervanging van dode cellen. Cellen zijn verschillend van aard. Er zijn hersencellen, spiercellen, levercellen, zaadcellen, cellen van botten, kiezen, enzovoort. Elke nieuwe cel bevat weer alle informatie over ons hele organisme, maar elke cel maakt ook alleen kopieën (klonen) van zichzelf, zodat een zenuw alleen met zenuwcellen wordt uitgebreid en huid alleen met huidcellen. Celdeling is, zoals gezegd, de oudste vorm van voortplanting. We noemen het ongeslachtelijke voortplanting. Daarbij ontstaat dus elke keer in principe een exacte kopie van de moedercel. De meeste planten en dieren om ons heen planten zich echter net als wij geslachtelijk voort. Een mannelijk en vrouwelijk individu brengen hun erfelijk materiaal samen (in de natuur gebeurt dit op talloos verschillende manieren) zodat het nieuwe individu een mengsel van die twee is.

1.3.2 Het X en Y chromosoom
Alle menselijke cellen bevatten 23 verschillende paren chromosomen. Ze hebben allemaal een nummer gekregen. Elk chromosoom is een streng DNA onderverdeeld in genen. Een chromosoom bestaat uit 500-1000 genen. Het ene chromosoom is korter dan het andere, of dikker, of het heeft een iets andere vorm.

Van elk chromosoom zijn er twee en die vormen een paar. Van elk paar zijn de chromosomen identiek. Maar er is één uitzondering. Bij de man is er één paar dat uit ongelijke helften bestaat. Het kleinste heet het X-chromosoom. Het is hetzelfde als waar de vrouw een paar van heeft. Het andere, grotere, chromosoom dat dus alleen bij de man voorkomt heeft men Y-chromosoom genoemd. De vrouw heeft dus onder de 23 paren een paar dat de naam XX-chromosoom draagt. De man heeft onder de 23 paren een paar dat de naam XY-chromosoom draagt. Het is dit chromosoom dat het geslacht van het kind bepaalt. Als de zaadcellen van de man zich namelijk delen (waarbij ook de chromosomen zich doormidden delen), ontstaan er zaadcellen met alleen het X-chromosoom, en zaadcellen met alleen het Y-chromosoom. In de zaadlozing bevinden zich dus zowel cellen met een X-chromosoom als cellen met een Y-chromosoom.

Bij de conceptie dringt een zaadcel in een eicel. De 23 chromosomen van elk van die twee cellen voegen zich samen en zo ontstaat een nieuwe cel die 46 chromosomen in de celkern heeft. Die ene bevruchte cel bevat dus alle genetische informatie van het nieuwe individu. Eén ding ligt vanaf de bevruchting vast, namelijk het geslacht van dat nieuwe individu. Bevat de zaadcel die als eerste in de eicel doordringt een (enkele) X-chromosoom dan krijgt de bevruchte cel een (dubbele) XX-chromosoom. De informatie (genen) van dat chromosoom zorgt ervoor dat de bevruchte cel zich in vrouwelijke richting ontwikkelt. Is de eerste binnendringer een zaadcel met een (enkele) Y-chromosoom, dan bevat de bevruchte cel een XY-chromosoom en dat nieuwe individu ontwikkelt zich dan in mannelijke richting.

Elk nieuw individu is net iets anders dan de ouders, omdat de nieuwe combinatie van chromosomen - het opnieuw rangschikken van erfelijke eigenschappen - telkens wel weer kleine verschillen oplevert. We zien dat ook bij dieren en planten. Seksuele voortplanting heeft dus tot een grote variatie geleid. Over een tijdvak van honderden miljoenen jaren is zo elke denkbare levensvorm binnen de aardse omstandigheden ontstaan en meestal ook weer uitgestorven.

Een individu moet voldoende geschikt zijn om zich te handhaven in de omgeving. Dat geldt al vanaf de conceptie. Als daar iets misgaat bij de recombinatie van genen dan sterft de nieuwe cel spoedig. Ook later, na de geboorte, kan iets dergelijks plaatsvinden. De baarmoeder is het milieu waar de bevruchte eicel in moet zien te overleven. Er vindt in feite een strijd om het bestaan plaats tussen het moederlichaam en de nieuwe levensvorm. Het milieu in de baarmoeder kan zo ongeschikt zijn dat het nieuwe individu zich daar niet in kan ontwikkelen, sterft of zwaar beschadigd raakt.
De ontwikkeling vanaf de conceptie tot de geboorte verloopt kort samengevat als volgt:

1.4 De voortplanting bij de mens

Gemiddeld ongeveer eens per maand komt bij het geslachtsrijpe meisje een eicel uit een van de twee eierstokken. Het vrijkomen van een eicel heet ovulatie. De eicel beweegt zich via de eileider in de richting van de baarmoeder. Als deze eicel niet wordt bevrucht, treedt ongeveer 14 dagen later de menstruatie op.

Bevinden zich kort na de ovulatie zaadcellen in de eileider dan kan één daarvan de eicel binnendringen. Een zaadcel, die alleen maar het erfelijk materiaal hoeft te vervoeren, is veel kleiner dan een eicel, die behalve 23 chromosomen ook voeding- en bouwstoffen bevat. Zaadcellen zijn dus alleen onder de microscoop zichtbaar. In een zaadlozing zitten honderden miljoenen zaadcellen. Elk van de overleefde cellen probeert zich door de celwand te boren. Zodra één daarin geslaagd is, sluit de celwand zich en komen er geen andere cellen meer binnen.

Eenmaal binnengedrongen, beweegt de zaadcel zich naar het midden van de eicel en de chromosomen voegen zich samen. Ongeveer een dag later begint deze cel zich te delen en dat gaat een aantal malen door, terwijl de reis door de eileider naar de baarmoeder wordt voortgezet. Na zes dagen komt er een hol met vloeistof gevuld balletje van een paar honderd cellen in de baarmoeder aan en nestelt zich in de wand daarvan. We spreken in dit stadium van een blastocyst of kiem. De cellen blijken verschillende functies te hebben. De buitenste vormen het begin van de placenta (moederkoek) en navelstreng via welke voeding en zuurstof worden aangevoerd en afvalstoffen afgevoerd.

Een klein groepje cellen - embryo genoemd - begint zich aan de binnenkant van de kiem in een holte te ontwikkelen. De holte - placenta of moederkoek - is met vruchtwater gevuld dat o.a. dient voor bescherming van het embryo tegen schokken. Een embryo van een week oud is 1,5 mm groot en bestaat uit drie lagen: de eerste bestaat uit het soort cellen dat huid, haar, nagels en het zenuwstelsel zal vormen. De tweede laag bevat cellen voor het skelet, de spieren en het bloedvatensysteem, terwijl de derde laag zich zal ontwikkelen tot longen, spijsverterings- en andere organen. Dezelfde drie lagen zijn bij alle dierenembryo’s aanwezig. Het hangt af van het DNA - de specifieke boodschappen van de soort genen - hoe de ontwikkeling verder zal verlopen.

In ongeveer twee maanden worden alle belangrijke functies gevormd: hart en longen, skelet, armen en benen, een zeer groot hoofd met oren en ogen in aanleg. Ons DNA bevat zowel de oude genen die eerst die vroegere vormen in aanleg maken, als nieuwe genen die vervolgens daaroverheen de typisch menselijke vorm laten ontstaan en de oude laten verdwijnen. Na twee maanden, als de ontwikkeling in aanleg klaar is, spreken we niet meer van embryo maar van foetus. Deze is ongeveer 2,5 cm groot en weegt maar een paar gram.

De foetus groeit en ontwikkelt zich verder. Een belangrijke ontwikkeling is de bepaling van het geslacht. Dit gebeurt door hormonen. Dat zijn zelf weer chemische verbindingen die door genen worden aangestuurd. Het vrouwelijk hormoon heet oestrogeen. Dat is normaal overvloedig aanwezig in het bloed van de moeder. Voor de vorming van een mannelijke foetus is een ander hormoon nodig, androgeen geheten. Androgeen wordt aangemaakt in opdracht van genen op het mannelijk geslachtschromosoom XY. De geslachtsorganen ontwikkelen zich uit een gemeenschappelijke vorm. Na 4 maanden begint de foetus zich vanuit de opgerolde positie uit te strekken: de moeder kan de beweging voelen. De organen komen min of meer op hun plaats te liggen, er vormt zich een laag vet en aan het eind van de zesde maand weegt de foetus gemiddeld ongeveer 1000 gram. De longen zijn nog niet klaar, maar als er nu vroegtijdig een geboorte plaatsvindt kan met moderne couveuses het kind mogelijk in leven gehouden worden.

De laatste drie maanden wordt de foetus dikker en groter en bij de geboorte is het gewicht tussen zes en acht pond. De baby kan ademen, zuigen, slikken, zien, horen, huilen, zich vastgrijpen en nog veel meer, maar is verder volkomen hulpeloos. Als je ziet hoe snel de meeste jonge dieren kunnen lopen of vliegen, dan moet je concluderen dat mensenkinderen eigenlijk te vroeg geboren worden. De verklaring is niet moeilijk: het hoofd van de baby is groot. En dat geeft ons ook de verklaring voor de typische evolutie van de mens. Het grote hoofd dwingt tot vroege geboorte. De vroege geboorte maakt een langere opvoeding nodig. Een langere opvoeding betekent meer gelegenheid tot leren en het doorgeven van ingewikkelde vaardigheden als lopen praten enz.

2. Het produceren en interpreteren van DNA profielen

2.1 Algemene informatie over de DNA-fingerprint

2.1.1 De introductie van de DNA fingerprint
De Engelsman Jeffreys introduceerde in 1985 als eerste de methode om uit sporenmateriaal een DNA-fingerprint te maken. In 1987 werd de test min of meer routinematig ingezet in vooral de Verenigde Staten en Groot-Brittannië. De DNA-fingerprint is gebaseerd op enkele algemene kenmerken uit de erfelijkheidsleer (genetica). Een zodanig kenmerk is, dat in elke lichaamscel precies hetzelfde DNA zit. Het DNA in een wangcel is precies hetzelfde als het DNA in een spermacel en dat is weer precies hetzelfde als het DNA in een huidcel van dezelfde persoon. Dit is ook de reden dat als sporenmateriaal in principe elke lichaamscel van de dader kan dienen

2.1.2 Het principe van een DNA fingerprint
De DNA fingerprint richt zich op korte stukken DNA, de zogenaamde short tandem repeats (STR’s) in het Nederlands worden deze ook wel merkers genoemd. Deze bestaan uit vele herhalingen van hetzelfde fragment. De STR’s die voor het forensisch onderzoek gebruikt worden, bestaan uit herhalingen van een stukje DNA van vier basen lang, aangegeven als bijvoorbeeld (GATC)10. Het stukje guanine-adenine-thymine-cytosine herhaalt zich hier tien keer. Omdat de lengte van de STR’s van persoon tot persoon varieert, vormen de STR-lengtes van een persoon een soort vingerafdruk.
Tegenwoordig vergelijken we zo’n tien tot vijftien STR’s. De kans dat twee personen hetzelfde DNA-profiel hebben, is dan minimaal zo’n één op tien miljard.

2.2 De klassieke DNA-fingerprint

De klassieke DNA fingerprint wordt door de volgende stappen verkregen:

• Isoleren van het DNA
• Amplificeren van het DNA
• Knippen van het DNA
• Scheiden van het DNA
• Splitsen van de DNA ketens
• Het opsporen van de merkers

Deze stappen worden hieronder uitgebreid uitgelegd.

2.2.1 Isoleren van DNA
Men begint met het opsporen van het erfelijke materiaal. Hierbij kan gedacht worden aan haren, bloed, speeksel, sperma of huidschilfers op de plaats van het delict. Daarna wordt het DNA geïsoleerd. Dit kan op verschillende manieren uitvoert worden, men kan bijvoorbeeld chemische stoffen gebruiken of de celkern onder druk zetten waardoor het DNA eruit komt.

2.2.2 Amplificeren (vermeerderen) van DNA
Vaak wordt er een kleine hoeveelheid erfelijk materiaal gevonden. Om dit te vermeerderen wordt er gebruik gemaakt van een polymerase kettingreactie. Deze kan in korte tijd een zeer kleine hoeveelheid erfelijk materiaal tot grote aantallen vermenigvuldigen zonder dat er levende cellen aan te pas komen. Zo kan er dus toch een DNA fingerprint (profiel) worden vastgesteld. Bovendien blijft in de meeste gevallen voldoende uitgangsmateriaal over voor een contraonderzoek. De PCR techniek is bijzonder geschikt om van DNA dat min of meer afgebroken is, een DNA fingerprint te maken. Afgebroken DNA vindt men doorgaans in oude en in staat van ontbinding verkerende biologische monsters. Een ander voordeel van deze techniek is dat er snel een resultaat verkregen kan worden.

Het PCR apparaat waarmee deze reactie wordt uitgevoerd, is eigenlijk niets meer dan een heel nauwkeurig verwarmings- en koelapparaat met daarin de buisjes met het DNA monster en andere ingrediënten die noodzakelijk zijn voor de reactie.
Deze ingrediënten zijn

• losse nucleotides (A's, T's C's and G's),
• korte enkelstrengs DNA moleculen de zogenaamde primers
• Een enzym met de naam Thermus aquaticus polymerase (Taq polymerase)

Taq polymerase is afkomstig van bacteriën die leven in hete bronnen en in het bezit zijn van enzymen die bij zeer hoge temperaturen werkzaam zijn.
Het proces begint met het verwarmen van het monster tot een temperatuur van ca 90-95ºC, waardoor elke dubbele streng DNA zich splitst in twee enkele strengen.

Oorzaak: de waterstofbruggen die de strengen "bij elkaar houden" zijn veel zwakker dan de bindingen tussen de nucleotides binnen een keten. Door het verhitten verbreekt de waterstofbinding, waardoor de dubbele streng uit elkaar gaat terwijl de (keten)bindingen onaangetast blijven.

Vervolgens wordt de temperatuur iets verlaagd, wat de DNA-primers in staat stelt zich aan de gescheiden ketens te binden. De primers binden zich omdat ze complementair zijn aan bepaalde (specifieke) volgordes van elke streng die naast het DNA-stuk liggen dat moet worden gerepliceerd. Zodra de primer zich gehecht heeft gaat het Taq polymerase het DNA verlengen waarbij de losse nucleotides gebruikt worden. Het uiteindelijke resultaat is een complementaire keten op elk oorspronkelijke enkele keten. In deze eerste cyclus is het oorspronkelijk aanwezige DNA verdubbeld. In de volgende cyclus wordt opnieuw verhit en afgekoeld waardoor de nieuwe dubbele strengen gescheiden worden en elk afzonderlijk gekopieerd door het Taq polymerase. In elke stap, cyclus, wordt het aantal strengen van het gewenste stuk DNA verdubbeld. Na ongeveer 30 cycli, zijn er genoeg DNA kopieën voor verder onderzoek aanwezig.

2.2.3 Knippen van DNA
Om meerdere stukken DNA te verkrijgen wordt het DNA geknipt, dit doet men met behulp van restrictie enzymen. Deze enzymen zorgen ervoor dat de merkers in het DNA niet geraakt worden.
Zij doen het volgende;
Restrictie-enzymen herkennen een palindroom: Ze lezen het DNA en herkennen onder de miljarden letters (= de stikstofbasen A, T, G, C ) bepaalde korte woordjes.
Voorbeeld: ze herkennen bijvoorbeeld AAGCTT of GAATTC.
Dit zijn geen willekeurige lettervolgordes. De andere tegenoverliggende DNA-keten vormt namelijk hetzelfde woord maar dan in tegengestelde richting:

A A G C T T of G A A T T C
T T C G A A C T T A A G

Men noemt dit een PALINDROOM. (=spiegelwoord)
-Nadat ze een bepaald palindroom herkend hebben knippen ze de twee DNA-ketens verspringend door:
| hier doorknippen
A A G C T T
T T C G A A
| hier doorknippen
Het resultaat: twee stukjes DNA met sticky ends. (= kleverige uiteinden)
kijk maar:

xxxxxxxxxA AGCTTxxxxxxxxxxxx
xxxxxxxxxTTCGA Axxxxxxxxxxxx
De uiteinden zijn kleverig omdat ze graag vastklikken op andere losse stukjes DNA met de complementaire lettertjes.


2.2.4 Scheiden van stukjes DNA op grootte met behulp van gel-electroforese
De geknipte stukjes DNA zijn niet allemaal even groot. Ze worden op grootte gescheiden van elkaar met behulp van gel-electroforese. Er wordt hierbij gebruik gemaakt van de negatieve lading die DNA bezit. Een monster dat DNA-fragmenten van verschillende grootte bevat, wordt op een gel aangebracht, die onder spanning staat. De DNA-fragmenten worden aangetrokken door de positieve pool en bewegen in de gel. Kleinere fragmenten zullen sneller bewegen dan grotere, waardoor de verschillende DNA-fragmenten van elkaar worden gescheiden. Er ontstaat uiteindelijk een patroon van DNA strengetjes in de gel die gescheiden zijn op grootte.
Dit ziet er als volgt uit;

2.2.5 Splitsen van de DNA ketens
DNA bestaat uit twee identieke strengen die om elkaar heen gewikkeld zitten. De volgende stap is de twee identieke strengen van elkaar te scheiden met natronloog. Het resultaat wordt enkelstrengs DNA genoemd.

2.2.6 De merkers opsporen
De stukjes enkelstrengs DNA worden vervolgens overgebracht op een nylonvel. Op zo’n vel raken de stukjes DNA niet zo snel beschadigd. De DNA-volgorde van de merker is precies bekend. Het nylonvel wordt nu gewassen in een bad met probes. Probes zijn stukjes enkelstrengs DNA die precies hetzelfde zijn opgebouwd als de merker en bovendien radioactief gelabeld zijn. Probes hebben dus dezelfde DNA-volgorde als de merkers. De probes zijn gelabeld om de merkers terug te kunnen vinden. Er hangt als het ware een vlaggetje aan de probes, zodat deze herkend kunnen worden. Is in het DNA de merker aanwezig dan blijft de probe hier aan plakken. Is er geen merker in het DNA van het sporenmateriaal dan zal de probe niet blijven plakken. Vervolgens wordt het nylonvel gewassen waarbij de probes die niet zijn blijven plakken weggespoeld worden. Het nylonvel met geplakte probes wordt op een fotografische film gelegd. Door de radioactieve probes ontstaan er zwarte vlekken op de film. Dit zijn de plaatsen in het DNA waar een probe is blijven plakken en dus de plaats waar de merker zich bevindt! Eén zo’n overeenkomst zegt niet zoveel, het gaat om de combinatie van een aantal merkers. Hieruit komt een soort barcode die redelijk uniek is.

Het klassieke DNA-onderzoek toont vier verschillende DNA-profielen die zijn verkregen bij het DNA-profilingonderzoek na een zedendelict. In laan 1 en 6 zijn de fragmenten van een standaard DNA-fragmentenreeks opgebracht. De lengten van de fragmenten in deze standaardreeks zijn precies bekend. Door de posities van de banden in de DNA-profielen precies op te meten, kunnen door interpolatie eveneens de fragmentlengten van de onderzochte monsters worden bepaald. Laan 2 toont het DNA-profiel van het bloed van de verdachte. Laan 3 toont het profiel van een controle DNA-monster. Dit controle-DNA wordt op elke gel meegenomen en is van belang bij de kwaliteitscontrole. Laan 4 toont het DNA-profiel van het sperma dat is aangetroffen in het schede-uitstrijkje van het slachtoffer. Laan 5 toont het DNA-profiel van het sperma dat is aangetroffen in het slipje van het slachtoffer. In laan 7 is het DNA van het slachtoffer opgebracht. Er werd vastgesteld dat de DNA-profielen van de betwiste spermasporen samenvallen (matchen) met de profielen van de verdachte. In dit geval bedroeg de kans dat een willekeurige Nederlander dezelfde DNA-profielen bezit als die van de onderzochte spermasporen minder dan één op de tien miljoen.

2.3 De SGM plus DNA-fingerprint

2.3.1 Multiplex techniek
Van 1996 tot eind 1999 gebruikten de Europese laboratoria een multiplex PCR techniek, waarmee in één keer zes merkers op verschillende chromosomen en één seksspecifieke DNA-merker worden vermenigvuldigd en geanalyseerd. (Met deze laatste merker kan het geslacht van de DNA-donor worden achterhaald). De kans dat een willekeurig, onschuldig individu met deze methode eenzelfde DNA-profiel vertoont als het achtergelaten spoor is kleiner dan één op een miljoen. Eind 1999 is binnen Europa het SGM Plus multiplex PCR systeem geïntroduceerd. Met dit multiplex systeem worden vier nieuwe DNA-merkers aan het systeem toegevoegd. Daarmee is de identificatie quasi zeker geworden. Het meest voorkomende SGM Plus Profiel heeft een frequentie van minder dan één op twee miljard.

De ´SGM plus´ DNA fingerprint wordt verkregen door de volgende stappen:

• Isoleren van het DNA
• Amplificeren van het DNA
• Scheiden van het DNA
• Het detecteren van het DNA
• Het aflezen van een electropherogram

Deze stappen worden hieronder uitgebreid uitgelegd.

2.3.2 Isoleren van DNA
Men begint met het opsporen van het erfelijke materiaal dat men nodig heeft. Hierbij kan gedacht worden aan haren, bloed, speeksel, sperma of huidschilfers op de plaats van het delict. Daarna wordt het DNA geïsoleerd. Dit kan men op verschillende manieren uitvoeren, men kan bijvoorbeeld chemische stoffen gebruiken of de celkern onder druk zetten waardoor het DNA eruit komt.

2.3.3 Amplificeren van DNA met multiplex PCR
DNA vertoont nauwelijks natuurlijke fluorescentie, daarom is het nodig het DNA fluorescent te labelen. Dit doet men met de Multiplex-PCR methode. Dit is een PCR methode waarbij meerdere stukjes DNA gelijktijdig gekopieerd worden. Elke kopie wordt geïnitieerd met primers die toegevoegd worden aan de reactie en die elk gekoppeld zijn aan een fluorescente merker. Op die manier is na de multiplex PCR-reactie elk relevant DNA-fragment geamplificeerd en fluorescent gemerkt. Voor de primers van de 11 verschillende merkers zijn 3 verschillende fluorescente labels beschikbaar. De kleuren die hier voor worden gebruikt zijn blauw, groen en geel.

2.3.4 Knippen van DNA
Omdat dit een verouderde methode is, wordt deze bij het SGM plus profiel niet meer gebruikt.

2.3.5 Scheiden op grootte met capillaire electroforese
Daarna worden de stukjes gescheiden met capillaire electroforese.
Bij capillaire electroforese(CE) wordt een monster pneumatisch of electrokinetisch in een capillair gebracht, hierna wordt er een spanning tot maximaal 30 kV over het capillair gezet waardoor de diverse componenten worden gescheiden. Als monster is minimaal circa 15 microliter benodigd, hiervan wordt een klein deel in het capillair gebracht (bij eiwitten is een concentratie van 0,1 microgram per microliter meestal voldoende bij UV-detectie).

Als er UV detectie wordt gebruikt noemt men dit een CE-LIF (capillaire electroforese laser introduced fluorescent detector)

2.3.6 Electropherogrammen
De verkregen data wordt door de computer geanalyseerd en het resultaat is het DNA-profiel. Deze kan weergegeven worden in een soort grafiek, die een electropherogram wordt genoemd.

2.3.7 Gel view
De verkregen data kan ook op een andere manier weergegeven worden, namelijk met de gelview van het SGM plus systeem. Deze “gelview” van het SGM Plus systeem is verkregen door de automatische sequencer. Voor de primers van de 11verschillende merkers zijn drie verschillende fluorescentie labels beschikbaar (blauw, groen en geel). De vierde kleur (rood) is gereserveerd voor de internal lane standaard. Deze standaard met DNA-fragmenten van een bekende lengte loopt met elk te onderzoeken monster op de gel mee. Door interpolatie worden lengtes van de PCR-fragmenten berekend. Uit de verkregen lengte volgt het aantal merkers in het fragment. De primers van de loci die een overlappende fragmentlengte bezitten, dragen een verschillende kleur label, waardoor de PCR-fragmenten ondubbelzinnig voor het betreffende locus worden herkend.

In deze tabel zijn de 11 verschillende merkers te zien.

3 DNA-profielen en de DNA-databank

3.1 DNA-profielen

3.1.1 Procedure DNA-profiel na een delict
Op het moment dat er op een plaats van delict sporen achter zijn gelaten die van biologische oorsprong zijn, kan er met het DNA onderzoek gedaan worden. Het sporenmateriaal kan van diverse biologische oorsprong zijn; het kan bloed op kledingstukken en steekwapens zijn, spermasporen op kleding, uitstrijkjes van slachtoffers van verkrachting, haren etc. Het kleinste spoor biologisch materiaal is al voldoende voor DNA-onderzoek, zolang de cellen maar in tact zijn. Het DNA wat nodig is bij het onderzoek, bevindt zich namelijk in de kern van een cel. Wanneer er sporenmateriaal aangedragen wordt door de politie, en DNA-onderzoek van belang is voor de strafprocedure, komt het terecht bij het NFI (Nederlands Forensisch Instituut).

Het NFI gaat met het sporenmateriaal aan de gang en zal een zogenaamd DNA-profiel samen stellen van de dader. Waneer er ook een verdachte bekend is, zal het gevonden DNA vergeleken moeten worden met het DNA van het materiaal wat gevonden is op de plaats van het delict. Hiervoor wordt met een wattenstaafje wangslijmvlies van de verdachte afgeschraapt. Van elke wang worden zo 2 monsters genomen. Deze afname gebeurt door een arts of verpleegkundige. Een opsporingsambtenaar is erbij aanwezig om proces-verbaal op te maken en te zorgen dat het DNA materiaal verzegeld wordt. Ook dit wordt vervolgens opgestuurd naar het NFI, die dan ook een DNA-profiel van de verachte maakt.

3.1.2 Hoe uniek is een profiel?
Een DNA-profiel dat in forensisch onderzoek wordt gebruikt bestaat uit acht tot elf kenmerken. Hiermee wordt de kans bepaald dat het een DNA-profiel overeenkomt met het andere. Bekend is dat deze kans afhankelijk is van de hoeveelheid DNA die je gebruikt en van de gebruikte methode. De kans dat een door met gebruik van DNA-profielen aangewezen persoon niet de juiste is, is van één om de tien miljoen tot één op de miljard.Deze zeer lage schattingen worden verklaard door het vermenigvuldigen van de geschatte frequenties van de afzonderlijke fragmenten waaruit het DNA-profiel bestaat.

3.1.3 (Forensisch) DNA-onderzoek
Bij een DNA-onderzoek worden DNA-profielen bepaald en met elkaar vergeleken. Bij forensisch DNA-onderzoek wordt een DNA-profiel van de verdachte vergeleken met het DNA-profiel van het biologisch sporenmateriaal dat op de plaats van het delict is aangetroffen. Ook worden DNA-profielen uit biologisch sporenmateriaal dat op verschillende plaatsen van delicten zijn aangetroffen, onderling met elkaar vergeleken. In het laatste geval kan men zo vast stellen of dezelfde op dat moment de (nog onbekende) verdachte op die verschillende plaatsen is geweest. In Nederland wordt het forensische DNA-onderzoek uitgevoerd door het NFI en het Laboratorium voor DNA-onderzoek van de Universiteit Leiden. DNA-onderzoek is strikt vastgelegd in de wetgeving en wordt daarom ook alleen verricht in opdracht van de rechter of de Officier van Justitie.

3.1.4 Wat kan/mag er nog meer met DNA-profielen van sporenmateriaal?
Sinds 1 september 2003 is het toegestaan, om bij de opsporing van nog onbekende daders, uiterlijk waarneembare persoonskenmerken af te leiden uit het DNA-profiel van het sporenmateriaal. Dit mag wanneer DNA-profielvergelijking en andere opsporingsmethoden niet tot resultaten hebben geleid, en er weinig of geen aanwijzingen zijn over de identiteit van de verdachte. Het onderzoek mag zich alleen richten op het vaststellen van uiterlijk waarneembare persoonskenmerken. Hieronder vallen bijv. ‘ras’, geslacht, haar- en oogkleur. Belangrijk hierbij is dat niet-uiterlijk waarneembare persoonskenmerken zoals verborgen erfelijke afwijkingen of ziektes niet onderzocht mogen worden. Echter moet er ook eerst altijd bepaald worden of het kenmerk relevant is voor de opsporing. Dan wordt er een signalement - vergelijkbaar met een compositietekening - gemaakt, van de nog onbekende verdachte. Het vormt als het ware een laatste mogelijkheid voor justitie en politie bij de opheldering van ernstige misdrijven.

3.2 DNA-databanken

3.2.1 Wat is de DNA-databank?
De DNA-databank is de verzameling van door het NFI bepaalde DNA-profielen die op grond van wettelijke bepalingen bewaard mogen worden. Dit zijn zowel de DNA-profielen van verdachten, veroordeelden en overleden slachtoffers als DNA-profielen die afkomstig zijn uit biologisch sporenmateriaal dat op een plaats van delict is aangetroffen. Een DNA-profiel wordt in de DNA-databank opgenomen wanneer deze uit elf DNA-merken bestaat. Soms worden gedeeltelijke DNA-profielen wel opgenomen als deze voldoende bewijskracht hebben. Het opslaan van DNA-profielen in de DNA-databank, gebeurt sinds 1997. De DNA-databank wordt beheerd door het NFI. De Minister van Justitie is eindverantwoordelijke.

3.2.2 Het gebruik van de DNA databank
Elk nieuw DNA-profiel dat in de DNA-databank wordt opgenomen, wordt vergeleken met alle daarin reeds aanwezige profielen. Indien het profiel overeenkomt met een ander profiel is er sprake van een ‘hit’. Op deze wijze kunnen bij onopgeloste misdrijven verdachten worden gevonden of kunnen verschillende onopgeloste misdrijven aan elkaar worden gekoppeld. De vergelijking vindt plaats met behulp van het computerprogramma Combined DNA Index System, afgekort CODIS. CODIS is een door de FBI ontwikkelde DNA-databank computerprogramma.

3.2.3 Effectiviteit van de DNA-databank
Het vergelijken van DNA-profielen levert een veel hoger gemiddeld rendement op dan het vergelijken van niet-biologische sporen als schoensporen of vingerafdrukken. Dat houdt in dat er een beter resultaat bereikt wordt. In Nederland zijn de profielen in de DNA-databank tot dusver grotendeels afkomstig van op de plaats van het delict verzameld sporenmateriaal.

Bijna 45% van de nieuw ingevoerde sporenprofielen leveren een ‘hit’ op met sporen die al in het bestand zitten. Dat betekent dat het spoor gekoppeld kan worden aan een concreet persoon of aan een eerder gepleegd delict. Doordat profielen van (eerder) gepleegde delicten aan elkaar gekoppeld kunnen worden, kunnen verschillende delicten met elkaar in verband worden gebracht en als clusters worden geregistreerd. Tot nu toe heeft dat 2500 clusters opgeleverd, in grootte variërend van twee tot enkele tientallen delicten per cluster. Op die manier zijn ook een aantal criminele
samenwerkingsverbanden opgespoord.

3.2.4 Is het zinvol om iedere Nederlander in de DNA-databank op te nemen?
Het lijkt voor de hand liggend dat van iedere Nederlander zijn profiel in de DNA-databank opgenomen wordt. Echter zijn hiervoor een aantal aanzienlijke praktische bezwaren.

• Van iedere Nederlander celmateriaal afnemen en een DNA-profiel opmaken, is niet haalbaar. Het NFI heeft momenteel een maximale capaciteit van ongeveer 75 000 analyses op jaarbasis. Dit zou betekenen dat het enkele honderden jaren duurt, voordat van iedere Nederlander een profiel opgemaakt is.
• De kosten zouden hiervan enkele miljarden euro’s bedragen.
• Tevens kan niet gezegd worden dat een volle DNA-databank effectiever voor de opsporing zal zijn dan een selectieve DNA-databank. Wanneer we naar en situatie gaan waarbij van vrijwel iedere Nederlander een DNA-profiel is opgenomen in de DNA-databank, zal bij een vergelijking van biologische sporen in de databank bijna altijd een ‘hit’ gevonden worden. Daaronder zullen vrijwel zeker verwijzingen zitten naar personen die niets met het te onderzoeken misdrijf van doen hebben. In dergelijke gevallen zal de politie in een vervolgonderzoek veel energie moeten besteden om de onschuldige uit te sluiten.

3.2.5 De ontwikkeling wat betreft DNA-databanken
Sinds september 2004 is het in de wet toegestaan, een verplicht DNA-onderzoek te doen onder veroordeelden. (2) De officier van justitie krijgt de bevoegdheid celmateriaal te laten afnemen van iedere veroordeelde wegens een misdrijf waarvoor voorlopige hechtenis is toegelaten. De DNA-profielen van deze veroordeelden worden opgenomen in de DNA-databank.

Door de verruiming van de wettelijke mogelijkheden om verdachten te verplichten aan een DNA-onderzoek mee te werken, zal naar verwachting het aantal DNA-onderzoeken in de nabije toekomst snel stijgen. (3) Opname van DNA-profielen in de DNA-databank zal, zoals ook ontwikkelingen in het buitenland al laten zien, een grote bijdrage gaan leveren bij het oplossen van misdrijven. De nieuwe maatregel vergroot de ‘pak-kans’ voor veelplegers en draagt bij aan de opheldering van eerder gepleegde misdrijven. Daarnaast kan DNA-onderzoek bij veroordeelden meebrengen dat men zich bedenkt alvorens opnieuw een misdrijf te begaan.

3.2.6 Koppeling van vingerafdruk- en DNA-databanken
Het Korps Landelijke Politiediensten (KLPD) en het Nederlands Forensisch Instituut (NFI) gaan de databanken van de vingerafdrukken en de DNA-databanken aan elkaar koppelen. Zo kunnen aan de hand van één identificatie hele reeksen van delicten van veelplegers worden aangetoond.
Door het koppelen van het vingerafdrukkenbestand (HAVANK) en de DNA-databank wordt het mogelijk positieve identificaties terug te geleiden naar vele delicten.

In een eerste proef kwamen hierbij criminele activiteiten van veelplegers boven water. In de toekomst wordt het mogelijk om actief de sporen van de bij de politie bekende veelplegers te toetsen aan beide databanken. Als bijvoorbeeld bij een woninginbraak zowel DNA-materiaal als een vingerafdruk worden aangetroffen, worden deze sporen voortaan getoetst aan beide databanken. Als de vingerafdruk een 'hit' oplevert in HAVANK en het DNA-profiel leidt naar een cluster van delicten waarbij één en hetzelfde DNA-profiel is aangetroffen, kan het koppelen van de systemen de relatie aantonen tussen al deze delicten en de persoon achter de vingerafdruk.

3.2.7 Wettelijke regelgeving bij DNA-onderzoeken
Het NFI voert DNA-onderzoeken uit, waarvan het van strikt belang is dat de uitkomsten betrouwbaar zijn. Om deze betrouwbaarheid te garanderen is een uitgebreide wet- en regelgeving opgesteld. De wijze waarop het onderzoek verricht moet worden en welke personen hierbij betrokken zijn, staat beschreven in het Wetboek van Strafvordering. De regelgeving is ook opgesteld om zorgvuldig te handelen tegenover de verdachte en deze bij dit ingrijpende onderzoek zoveel mogelijk te beschermen. De rechter hecht zeer veel waarde aan de naleving van alle wettelijke voorschriften. Deze zijn echter redelijk ingewikkeld en vereisen intensieve communicatie tussen vele betrokken instanties: technische recherche, Officier van Justitie, Rechter-commissaris, NFI en verdachten.

3.3 Het gebruik van DNA-materiaal in rechtszaken

De onderzoeks resultaten van het DNA-materiaal zijn zeer sterke bewijsmiddelen. Echter zal hier in de rechtsspraak voorzichtig mee om moet worden gegaan:

• De aan- of afwezigheid van DNA-materiaal hoeft geen uitsluitsel over de dader te geven .
• Het is hooguit een bewijsmiddel naast andere, al is het wel een sterk bewijsmiddel. Er kunnen wel dingen met zekerheid worden uitgesloten bijvoorbeeld dat een bloedvlek niet afkomstig is van een verdachte.
• In alle andere gevallen laat het NFI zich uit in waarschijnlijkheden. Daarvoor hebben ze een schaal van 1 tot 5. Dat gaat van iets onmogelijks tot aan zekerheid grenzende waarschijnlijkheid.
• Het is dan ook altijd van belang ook andere bewijsstukken mee te nemen in de eindoverweging.

4 Statistiek

Doormiddel van statistische berekeningen kan van een bepaalde gebeurtenis bepaald worden hoe groot de kans is dat het gebeurd. Statistiek kan voor veel verschillende dingen gebruikt worden. Van simpele onderwerpen als: hoe groot is de kans 6 te gooien met 3 dobbelstenen en: hoe groot is de kans dat het op 21 maart regent in Nederland, tot meer ingewikkelde onderwerpen als: hoe groot is de kans dat iemand, van wie een aantal familieleden kanker hebben gehad, ook kanker krijgt en: hoe groot is de kans dat de verdachte van een misdrijf ook werkelijk de dader is.

4.1 Statistiek in de rechtspraak

Statistiek kan in de rechtszaal op verschillende manieren gebruikt worden1. Bij technisch bewijs worden statistiek en kansrekening vaak gebruikt om de conclusie te onderbouwen. Ook wordt statistiek gebruikt bijvoorbeeld bij de volgende onderwerpen: steekproeven in drugszaken, snelheidsbepalingen van auto’s, de Oslo confrontatie (de ‘line-up’ van verdachten), de geuridentificatieproef door honden, kansspelen en epidemiologische aspecten van de toxicologie. Statistiek en kansrekening worden vaak gebruikt in rechtszaken. In rechtszaken worden de volgende statistiek vormen gebruikt: de bayesiaanse statistiek en de klassieke statistiek.

4.2 Verschil tussen bayesiaanse en klassieke statistiek

De klassieke school is ontwikkeld tussen 1930 en 1960, onder leiding van Ronald Fisher2. De klassieke theorie berust zich op de frequentistische definitie van kans. Kansbegrip is gedefinieerd als frequentie in herhalingsexperimenten. Bij klassieke statistiek wordt eerst uitgebreid onderzoek gedaan. Uit de resultaten van het onderzoek wordt een conclusie getrokken. Uit die conclusie wordt een kansmodel gemaakt. Het kansmodel wordt vaak gecontroleerd, er worden steekproeven gedaan. Als de resultaten van een steekproef afwijken van het kans profiel, kan dit nog toeval zijn, maar wijken de resultaten van de steekproef te sterk af, of zijn er meerdere steekproeven bekend die afwijken, wordt het kans model gewijzigd. In rechtszaken wordt de klassieke statistische methode gebruikt voor bijvoorbeeld het berekenen van de kans dat een bepaald DNA-profiel vaker voorkomt.

De Bayesiaanse methode wordt ook in rechtszaken gebruikt:
Bij de Bayesiaanse methode wordt berekend hoe groot de kans is dat een bepaalde hypothese waar is. De hypothesen waar het in de rechtszaak meestal om zal draaien, is die van de aanklager: de verdachte is schuldig, (Hp) tegenover die van de verdediging: de verdachte is onschuldig (Hd). Als een bewijsstuk E genoemd wordt ontstaat de volgende formule.
a posteriori kansverhouding = a-priori kansverhouding • LR.

De a-priori kansverhouding, is een weergave van de kansverhouding tussen de twee verschillende hypotheses. De a posteriori is voorbehouden aan de rechter om te bepalen, voor kennis te hebben genomen van bewijsmiddelen. De ‘likelihood ratio’ (LR) oftewel aannemelijkheids ratio geeft een kansverhouding weer op de aannemelijkheid van het geïntroduceerde bewijs. Door dit model toe te passen kan er een numerieke waarde worden toegekend aan de bewijskracht van een bepaald bewijsmiddel. Immers geeft de LR de verhouding aan tussen hoeveel waarschijnlijker de verklaring van de aanklager wordt ten opzichte van die van de verdediging onder invloed van het geïntroduceerde bewijsmiddel.

Op deze manier biedt het de deskundige een handvat om de bewijskracht te formuleren. Volgens deze Bayesiaanse stroming is het dan ook de taak van de deskundige om een LR te rapporteren en moet het schatten van de a priori verdeling overgelaten worden aan de rechter. Verder heeft het Bayesiaanse model een speciale eigenschap die goed van pas kan komen in de praktijk van een proces. De gevonden a posteriori kansverhouding kan namelijk weer als a priori kansverhouding gebruikt kan worden in verdere berekeningen. Op deze manier kunnen verschillende bewijsmiddelen gecombineerd worden en uiteindelijk resulteren in één a posteriori kansverhouding.

In praktijk zou het er dan als volgt uit moeten zien:
De aanklager heeft een bepaalde hypothese (bijvoorbeeld de verdachte heeft de moord gepleegd), en de verdediging heeft een alternatieve hypothese (de verdachte heeft de moord niet gepleegd). Aan het begin van het proces wordt de rechter geacht een bepaalde kansverhouding in te schatten ten aanzien van deze twee hypotheses. De deskundige voert de berekeningen uit. Als het bewijsmiddel in het voordeel spreekt van de verdachte zal de LR kleiner zijn dan 1, en als het in het nadeel spreekt van de verdachte zal de LR groter zijn dan 1. Door dit te herhalen voor alle bewijsmiddelen die worden aangevoerd tijdens het proces (telkens de resulterende posteriori kansverhouding nemende als nieuwe a priori kansverhouding) komt de rechter op een uiteindelijke kansverhouding gegeven door de resulterende posteriori kansverhouding. Aan de hand van deze kansverhouding zou de rechter dan kunnen beslissen welke van de twee hypotheses aan te hangen. De verschillen tussen de twee methoden zijn weergegeven in de tabel.

4.3 Statistiek bij DNA onderzoek

Als bij een rechtszaak DNA onderzoek als bewijsmateriaal wordt gebruikt is het belangrijk te weten hoe groot de kans is dat een onderzocht DNA profiel vaker voorkomt dan één keer. Dit kan worden berekend aan de hand van statistiek. Bij DNA databanken zijn onderzoeken gedaan naar hoe vaak verschillende allel lengtes voorkomen bij verschillende STR’s. Daarvan zijn tabellen gemaakt. In die tabellen staat weergegeven hoe groot de kans is dat een bepaalde allel lengte voorkomt bij een bepaalde STR. Bij het berekenen hoe groot de kans is dat een bepaald DNA profiel vaker dan eens voorkomt, wordt voor elk voorkomend allel bekeken hoe groot de kans is dat deze voorkomt. Als alle gevonden kansen met elkaar worden vermenigvuldigd worden is er berekend hoe groot de kant is dat het profiel nog een keer voorkomt.

5 DNA onderzoek in andere rechtszaken

DNA-onderzoek kan gebruikt worden bij verschillende verwantschapanalyses, bijvoorbeeld het vaderschap of het moederschap, meestal is wel bekend wie de biologische moeder is, maar er komen situaties voor waarin dit minder zeker is. Bijvoorbeeld bij hereniging na adoptie. Voor tweelingen kan met een simpele DNA-test uitmaakt worden of er sprake is van een eeneiige of een twee-eiige tweeling. Ook bij zedenzaken wordt DNA-onderzoek gebruikt. De sporen die gevonden worden, meestal op het slachtoffer, kunnen onderzocht en bewerkt worden zodat er een DNA-profiel kan worden gemaakt. Hiermee kan een dader worden opgespoord en/of veroordeeld.

5.1 Wie is de vader?

DNA-onderzoek kan worden uitgevoerd wanneer er verschil van mening of twijfel bestaat omtrent het biologisch ouderschap, bijvoorbeeld inzake erkenning of ontkenning vaderschap, rondom alimentatie zaken, bij twijfel aan moederschap, bij procedures rond asielaanvragen en gezinshereniging of andere persoonlijke redenen. (1) Bij andere familierelaties is het soms ook mogelijk om DNA-onderzoek te verrichten naar het biologische verwantschap. De mogelijkheid om dit onderzoek uit te voeren is afhankelijk van de relatie tussen en het aantal beschikbare familieleden. Hoe meer personen betrokken kunnen worden bij het onderzoek hoe meer informatie wordt verkregen.

5.1.1 Achtergrond van het DNA-onderzoek
Bij het onderzoek naar biologisch vaderschap (of andere familierelaties) wordt gebruik gemaakt van erfelijke kenmerken die vastgelegd zijn in het DNA. Alle erfelijke kenmerken zijn bij ieder individu in tweevoud aanwezig, waarbij één helft van de genetisch informatie afkomstig is van de moeder en de andere helft van de vader.

Een groot deel van het erfelijke materiaal is bij ieder individu hetzelfde. Sommige stukken van het DNA variëren echter van persoon tot persoon, de zgn. DNA-polymorfismen. Deze DNA-polymorfismen zijn uitermate geschikt voor het vaststellen van een voor ieder individu karakteristiek DNA-profiel.
Bij het vaderschapsonderzoek maakt men gebruik van zgn. Short Tandem Repeat polymorfismen. Short Tandem Repeats (STR) zijn opgebouwd uit korte stukjes DNA van 4 of 5 nucleotiden, bouwstenen, waaruit DNA is opgebouwd, die meerdere keren achter elkaar voorkomen. Het aantal keren dat deze 4 of 5 nucleotiden repeats achter elkaar voorkomen varieert en zorgt dus voor de verschillende varianten of allelen (zie figuur 1)Bij het vaststellen van een DNA-profiel maken we gebruik van meerdere van deze STR-polymorfismen. In het DNA-profiel van een kind komen de erfelijke kenmerken van beide biologische ouders tot uiting.

5.1.2 Resultaat
De DNA-allelen die bij een kind aanwezig zijn, zijn afkomstig van beide biologische ouders. Als er bij een kind DNA-allelen aangetoond worden die niet van de moeder afkomstig zijn, dan moeten die dus van de vader komen. Heeft de geteste man deze allelen niet, dan is hij zeker uitgesloten van het vaderschap. Hij is dan dus niet de biologische vader.

Als de onderzochte man niet van het vaderschap kan worden uitgesloten (zie figuur 2), wordt met behulp van een statistische methode de vaderschapsindex (I) en de waarschijnlijkheidswaarde (W) berekend. Voor de vaderschapsindex geldt de formule I=X/Y, waarbij X aangeeft hoe groot de kans is voor de onderzochte man om het allel door te geven aan het kind en Y de kans aangeeft dat een willekeurige man het getypeerde allel heeft. W geeft aan hoe groot de kans is dat de onderzochte man de biologische vader is.
De W-waarde wordt uitgedrukt in de volgende categorieën:

• W tussen 99,9 en 99,99%: vaderschap hoogst waarschijnlijk
• W groter dan 99,99%: vaderschap met aan zekerheid grenzende waarschijnlijkheid

Met de bepaalde DNA-polymorfismen is de kans van de onderzochte man om de werkelijke vader van het kind te zijn meestal groter dan 99,9999%, tegen een kans van kleiner dan 0,0001% dat het kind een andere man als vader heeft.

5.2 Zedenzaken

5.2.1 De sporen
In een groot aantal gevallen wordt bij het laboratorium onderzoek van zedenzaken sperma aangetroffen.Dit gebeurd meestal in de kleding (slipje) van het slachtoffer en de schede uitstrijkjes, welke na het misdrijf zijn afgenomen bij het slachtoffer door de politie(arts). Meestal is in deze gevallen het aangetroffen sperma vermengd met celmateriaal van het slachtoffer zelf. Bij DNA-onderzoek is het mogelijk om het mannelijke DNA, opgesloten in de spermacellen, te scheiden van het vrouwelijke DNA, wat zich in de vaginale epitheelcellen bevindt. Met behulp van een speciale techniek, differentiële lysis, wordt het mannelijke DNA gescheiden van het vrouwelijke DNA. Op deze manier worden twee verschillende DNA-fracties verkregen: de mannelijke DNA-fractie uit de spermacellen en de vrouwelijke DNA-fractie van het slachttoffer. Van de twee verkregen DNA-fracties wordt vervolgens een afzonderlijk DNA profiel gemaakt.

5.2.2 Differentiële Lysis
Hierboven in figuur 3 wordt het principe van de differentiële lysis uitgelegd. Vaginale epitheelcellen gaan veel makkelijker stuk dan spermacellen, en op grond daarvan kun je ze scheiden. De cellen van het schede-uitstrijkje en de spermavlek worden behandeld met detergens, hierdoor lyseren de vaginale epitheelcellen en komt het DNA van de vrouw in de oplossing. De spermacellen blijven intact en kunnen doormiddel van centrifugeren worden gescheiden va de vrouwelijke DNA-fractie. Hierna worden de spermacellen behandeld met dithiotreïtol (DTT) om het DNA uit de spermacellen vrij te maken. De mannelijke en vrouwelijke DNA-fracties worden afzonderlijk opgewerkt en onderzocht.

5.2.3 DNA-profiel
Met de verkregen fracties wordt een DNA-PCR-onderzoek met automatische detectie van de DNA-fragmenten gedaan. De vermeerderde DNA-fragmenten worden op grootte gescheiden en gedetecteerd met behulp van een DNA-sequencer ‘real-time’. Na bewerking van de resultaten met de bij de apparatuur behorende software worden de DNA-profielen verkregen. De bovenstaande profielen zijn verkregen na het DNA-vermeerderingsonderzoek bij een zedendelict. Van boven naar beneden worden de profielen van de vergelijkingsmonsters van het slachtoffer en de verdachte en de profielen van het spermaspoor getoond. Het DNA-profiel van het sperma blijkt identiek aan het DNA-profiel van de verdachte, en het DNA-profiel van de vaginale celfractie is identiek aan het profiel van het slachtoffer; dit zorgt voor een extra controle op de identiteit van het onderzochte spoor.Als er geen differentiële Lysis wordt toegevoegd ontstaat er een mengprofiel.