DNA-Analyse

Begriff und Bedeutung

Eine DNA-Analyse – auch DNA-Test, DNS-Analyse, DNS-Test, Genanalyse oder Gentest genannt – umfasst biochemische und molekularbiologische Verfahren zur Untersuchung der Desoxyribonukleinsäure. Die deutsche Abkürzung lautet DNS, die international gebräuchliche englische Abkürzung DNA steht für „deoxyribonucleic acid“. Aus den untersuchten Merkmalen lassen sich Rückschlüsse auf genetische Eigenschaften eines Individuums ziehen.

DNA-Analysen sind besonders wichtig, weil sich damit Lebewesen oder biologische Spuren identifizieren, Verwandtschaftsverhältnisse prüfen, genetische Eigenschaften untersuchen und bestimmte Krankheiten diagnostisch abklären lassen. Außerdem werden sie in der Lebensmittelkontrolle, der Populations- und Humangenetik sowie bei der Untersuchung alter menschlicher Überreste eingesetzt.

Anwendungsbereiche

In der Forensik, also bei kriminalistischen Untersuchungen, wird aus biologischem Material ein individuelles Identifizierungsmuster gewonnen. Durch den Vergleich verschiedener Proben kann eine Spur einem bestimmten Lebewesen zugeordnet oder eine verdächtige Person ausgeschlossen werden. Untersucht werden beispielsweise Spuren von Tatorten, Tatwerkzeugen oder Beutestücken. Auch Opfer können anhand aufgefundener Körperteile identifiziert werden. Dieses Verfahren wird häufig als „genetischer Fingerabdruck“ bezeichnet.

DNA-Analysen dienen außerdem zur Klärung von Verwandtschaft, etwa durch ein Abstammungsgutachten. In der medizinischen Diagnostik können sie genetische Grundlagen einer bereits bestehenden Krankheit oder eine Prädisposition, also eine erbliche Veranlagung für eine Krankheit, untersuchen. Im Mai 2010 waren nach Angaben des Berufsverbands deutscher Humangenetiker im deutschsprachigen Raum 917 genetisch bedingte Krankheiten diagnostizierbar. Weltweit waren etwas mehr als 3.000 monogenetische Erbkrankheiten molekular charakterisiert und damit theoretisch ebenfalls durch DNA-Analysen untersuchbar. Monogenetisch bedeutet, dass eine Krankheit auf Veränderungen eines einzelnen Gens zurückgeht.

Bei Lebensmittelkontrollen werden DNA-Analysen verwendet, um gentechnisch veränderte und mit einem Importverbot belegte Sorten zu erkennen. Sie helfen auch, Qualität und korrekte Kennzeichnung zu prüfen, beispielsweise bei Trüffeln.

In der Populationsgenetik untersucht man damit Vererbungsvorgänge innerhalb biologischer Populationen. Die Humangenetik erforscht unter anderem menschliche Haplogruppen, also Gruppen mit gemeinsamen vererbten genetischen Merkmalen, und den „Most recent common ancestor“, den jüngsten gemeinsamen Vorfahren. Dabei arbeitet sie mit Anthropologie und Archäologie zusammen. Anhand menschlicher Überreste aus der Lichtensteinhöhle konnte erstmals weltweit ein rund 3000 Jahre altes Verwandtschaftssystem rekonstruiert werden.

Private Unternehmen bieten Tests für Privatpersonen an. Besonders verbreitet sind Untersuchungen zur Genealogie, also zur Abstammungs- und Familienforschung, sowie Tests auf genetisch bedingte Krankheiten und andere Veranlagungen.

Medizinische Untersuchungsmethoden

Zur Untersuchung von Krankheiten nennt der Artikel zwei wichtige Methodengruppen:

• Bei der Chromosomen-Kartierung werden Aufbau, Lage oder Vererbung genetischer Merkmale untersucht. Dazu gehören das Karyogramm, die Kopplungsanalyse und die Stammbaumanalyse. Ein Karyogramm ist eine geordnete Darstellung der Chromosomen einer Zelle. Die Kopplungsanalyse prüft, welche genetischen Merkmale häufig gemeinsam vererbt werden. Die Stammbaumanalyse verfolgt das Auftreten eines Merkmals oder einer Krankheit über mehrere Generationen.

• Die DNA-Sequenzierung bestimmt die Reihenfolge der Bausteine beziehungsweise Basen in einem DNA-Abschnitt. Dadurch können genetische Unterschiede und Veränderungen festgestellt werden.

Identität und alte DNA

Zur Bestimmung der Identität werden vor allem Methoden des genetischen Fingerabdrucks eingesetzt. Sie beruhen häufig auf der Analyse von DNA-Fragmenten unterschiedlicher Länge. Genannt werden:

• RFLP-Analyse: Untersuchung von Restriktionsfragmentlängenpolymorphismen, also Unterschieden in der Länge von DNA-Stücken, die nach dem Schneiden der DNA entstehen.

• AFLP-Analyse: Untersuchung amplifizierter Fragmentlängenpolymorphismen. Dabei werden ausgewählte DNA-Fragmente vervielfältigt und anschließend verglichen.

• Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis: Analyse vervielfältigter ribosomaler DNA nach ihrer Zerlegung in Fragmente.

• STR-Analyse: Untersuchung von „short tandem repeats“, also kurzen DNA-Abschnitten, deren Sequenz unmittelbar hintereinander unterschiedlich oft wiederholt wird. Solche Unterschiede können zur Identifizierung beitragen.

Für Proben hohen Alters wird die aDNA-Forschung eingesetzt. „Ancient DNA“ bezeichnet DNA aus alten biologischen Überresten. Ihre Analyse ermöglicht beispielsweise die Rekonstruktion früherer Verwandtschaftsverhältnisse.

Grenzen, Risiken und Rechtslage

Die Aussagekraft und der sinnvolle Einsatz von Gentests sind teilweise umstritten. Kritisiert werden statistische Auswertungen, die unsauber oder zu stark auf Erfolgsmeldungen ausgerichtet sein können. Auch der behauptete Zusammenhang zwischen sogenannten „Krankheitsgenen“, konkreten Symptomen und diagnostizierten Krankheiten wird hinterfragt. Manche in Forschung oder Werbung dargestellten Abhängigkeiten können in der Wirklichkeit deutlich geringer sein. Viele Krankheiten werden außerdem stärker durch äußere Einflüsse und den Lebensstil beeinflusst, als eine vereinfachte Betrachtung der Gene vermuten lässt.

Auch die genetische Genealogie steht in der Kritik. Private Anbieter informieren ihre Kunden nach Ansicht von Kritikern häufig nicht ausreichend über Risiken beim Einsenden, Lagern, Analysieren und Speichern von DNA-Proben oder beim Veröffentlichen genetischer Informationen. Daraus ergeben sich Fragen zum Datenschutz und zur „genetischen Privatsphäre“:

• Krankenversicherungen könnten Informationen über Krankheitsveranlagungen zur Festlegung von Beiträgen nutzen. Eine zu versichernde Person kann außerdem verpflichtet sein, ihr persönlich bekannte Analyseergebnisse anzugeben.

• Verfügbare DNA-Marker könnten mit Tatortspuren verglichen werden und dazu führen, dass eine Testperson oder deren Verwandte verdächtigt werden, soweit dies rechtlich zulässig ist. Weil immer kleinere DNA-Spuren bestimmbar sind, kann es auch zu Fehlern kommen; als Beispiel nennt der Artikel das „Heilbronner Phantom“.

• Bei Testfirmen gespeicherte persönliche DNA-Informationen können gestohlen, veröffentlicht oder verkauft werden.

Nach einem Mord im Oktober 2016 in Freiburg setzte sich der baden-württembergische Justizminister Guido Wolf (CDU) für eine Änderung der Strafprozessordnung ein. Aus DNA-Spuren sollten auch Augenfarbe, Hautfarbe und Haarfarbe eines unbekannten Spurenlegers bestimmt werden dürfen. Die Spurenkommission, das wissenschaftliche Gremium der rechtsmedizinischen und kriminaltechnischen Institute in Deutschland, unterstützte eine Erweiterung der DNA-Analyse. Am 15. November 2019 verabschiedete der Bundestag eine geänderte Fassung von § 81e Absatz 2 der Strafprozessordnung. Danach sind Untersuchungen zur Feststellung von Augen-, Haar- und Hautfarbe sowie des Alters unbekannter Personen zulässig. In Bayern war eine entsprechende Befugnis bereits im Mai 2018 durch eine umstrittene Änderung des Polizeiaufgabengesetzes geschaffen worden.

Nach § 81h StPO darf außerdem ausgewertet werden, ob ein naher Verwandter bis zum dritten Grad der Spurenleger sein kann. Dazu zählen in gerader Linie Eltern, Kinder, Großeltern, Enkelinnen, Urgroßeltern und Urenkel. In der Seitenlinie gehören voll- und halbgebürtige Geschwister sowie deren Kinder, also Nichten und Neffen, dazu. Die Suche nach weiter entfernten Verwandtschaftsbeziehungen, wie sie bei der forensischen DNA-Genealogie vorkommt, ist in Deutschland mit Blick auf das Recht dieser Personen auf informationelle Selbstbestimmung ausdrücklich ausgeschlossen.