|
Nick Stokes wordt gevraagd assistentie te verlenen bij een ruzie in een kledingwinkel tussen een vrouwelijke klant en een beveiligingsbeambte. De klant, een kennis van Nick, wordt aangeklaagd voor diefstal. De klant ontkent de diefstal en zegt bespuugd te zijn door de beveiligingsbeambte. Nick gaat terug naar de winkel en neemt uit die winkel stiekem een koffiebeker mee met speekselsporen van de beveiligingsbeambte. Het speeksel op de blouse komt overeen met het speeksel op de koffiebeker. De beveiligingsbeambte wordt geconfronteerd met het resultaat en trekt zijn aanklacht in. Dit gegeven uit I-15 Murders (CSI Las Vegas; 1e seizoen; aflevering 11) levert mooie televisie op. De vraag rijst wel of een rechter in de dagelijkse praktijk, ook zo onder de indruk zou zijn geweest van Nicks handelwijze. In I-15 Murders wordt een biologisch spoor (speeksel op de blouse) gekoppeld aan een donor ( in dit geval de beveiligingsbeambte). Speeksel is, net als bloed, sperma en haar, een biologisch spoor, dat wil zeggen een spoor dat celmateriaal en dus DNA bevat. Bij forensisch onderzoek wordt biologisch sporenmateriaal onderworpen aan een DNA-onderzoek. Het resultaat van zulk DNA-onderzoek is een DNA-profiel. DNA-profielen kunnen nauwkeurig antwoord geven over de vraag wie de donor is van het spoor. Bij vergelijkend DNA-onderzoek wordt DNA van een biologisch spoor vergeleken met DNA van verdachte personen of, indien gewenst, met DNA-gegevens in een databank. Voor het onderzoek moet een (verdacht) persoon DNA-materiaal afstaan. Meestal wordt DNA verzameld uit makkelijk isoleerbaar celmateriaal, zoals wangslijmvliescellen. Voor het onderzoek moet het DNA zo zuiver mogelijk geïsoleerd worden. Of het DNA-onderzoek daadwerkelijk bruikbaar DNA oplevert, hangt af van de kwaliteit van het geïsoleerde DNA. In de komende lessen leer je hoe je op een eenvoudige manier DNA kunt isoleren uit je eigen wangslijmvliescellen. Je leert welk deel van het DNA geschikt is voor het maken van een DNA-profiel. Met een gegeven DNA-profiel leer je hoe je een matchkans kunt berekenen, dat wil zeggen de kans dat (een niet-verwant) persoon toevallig hetzelfde volledige DNA-profiel heeft. Ten slotte gaan we in op de vraag wat de betekenis is van een “match”. Voor meer informatie zie ► URL 3-5. In blok 3 is extra theorie opgenomen over DNA (Biologie) 3. DNA in een biologisch spoor Hoewel cellen verschillen in bouw en functie is het belangrijk om te weten dat iedere cel in het menselijk lichaam hetzelfde DNA bevat. Het maakt voor vergelijkend DNA-onderzoek dus niet uit van welk deel van het lichaam het biologische spoor afkomstig is. Een DNA-molecuul kun je je voorstellen als een gedraaide touwladder. Het molecuul bestaat uit twee ketens (de touwen van de ladder) van vier soorten bouwstenen (Adenine (A), Thymine (T), Cytosine (C) en Guanine (G)). De volgorde van deze bouwstenen in de keten bepaalt de erfelijke code. Elke bouwsteen uit de ene keten is met een bouwsteen van de andere keten verbonden (de treden van de ladder). In elke menselijke cel is het DNA verdeeld over 23 paren chromosomen. Van elk paar is het ene chromosoom van de vader geërfd en het andere van de moeder. Voor elke boodschap op het DNA heb je dan ook een variant van je vader en een variant van je moeder meegekregen. Een klein deel van het DNA (2%) bevat informatie voor de erfelijke eigenschappen, zoals geslachtskenmerken en haarkleur. Het overgrote deel (98%) codeert niet (is niet verantwoordelijk) voor erfelijke eigenschappen. Sommige plaatsen op het niet-coderende DNA zijn per persoon sterk verschillend. Die plaatsen bestaan uit zich herhalende stukjes van de vier hierboven genoemde bouwstenen; bijvoorbeeld TCATTCATTCAT. Zulke plaatsen heten hypervariabele gebieden. Het aantal malen dat zo’n stukje zich herhaalt, verschilt per persoon. Daardoor zijn de hypervariabele gebieden geschikt voor vergelijkend DNA-onderzoek. Een DNA-profiel van een persoon beschrijft van minstens tien variabele gebieden van het DNA van die persoon hoeveel zich herhalende stukjes zich in elk gebied bevinden. Je gaat nu wangslijmvliescellen zichtbaar maken onder de microscoop. Hierna isoleer je zelf je DNA uit wangslijmvliescellen, met behulp van een eenvoudige DNA-isolatiemethode. 23. Proef: Morfologie van wangslijmvliescellen Benodigdheden · wattenstaafje · microscoop en prepareermateriaal · eosine en een druppelpipet Uitvoering · Schraap met het wattenstaafje langs de binnenkant van je wang. Maak van het schraapsel een preparaat in een druppel eosine. · Bekijk het preparaat bij een vergroting van 100x. Je ziet wangslijmvliescellen liggen. · Bekijk een cel bij een vergroting van 400x en maak er een tekening van. Geef de celkern aan in je tekening. 24. Proef: Isolatie van DNA uit wangslijmvliescellen Benodigdheden: · reageerbuis · maatcilinder 10 ml · bekerglas 400 ml · erlenmeyer 250 ml · weegschaal · waterbad 60 ° C · plastic koffielepeltjes of wattenstaafje · keukenzout · afwasmiddel · alcohol · reageerbuis · stift · ovenhandschoen · vriezer Uitvoering Voor DNA-isolatie uit wangslijmvlies heb je een oplossing nodig van 10 ml water en 0,3 gram keukenzout in een bekerglas van 40 ml. Schraap met een roerstaaf langs je wang en breng het materiaal van je wangslijmvlies in de oplossing. Voeg vervolgens 1 ml afwasmiddel toe. Plaats de oplossing 20 minuten in een waterbad van 60 °C. Doe 6 ml van deze oplossing in een reageerbuis en voeg voorzichtig 6 ml alcohol (-20 °C) hieraan toe. Gebruik handschoenen bij het werken met koude alcohol. Dit voorkomt brandwonden. Na 5 minuten ontstaat er een witte “band” met DNA (Figuur 7).
6.2 DNA-kenmerk en locus Je hebt nu DNA geïsoleerd uit je wangslijmvliescellen. Is al dit DNA geschikt voor het maken van een DNA-profiel of beperken we ons tot een deel van het DNA? In deze paragraaf gaan we dieper op deze vraag in. Voor het maken van een DNA-profiel zijn slechts beperkte delen van het DNA geschikt: de hypervariabele gebieden. Deze gebieden bestaan uit zich steeds herhalende eenheden van de vier bouwstenen. Die zich herhalende eenheden heten ook wel Short Tandem Repeats (STR). Het aantal herhalingen verschilt sterk per persoon en is daardoor geschikt voor vergelijkend DNA-onderzoek. De plaats van een hypervariabel gebied op het DNA heet een locus (meervoud is loci). Bij forensisch DNA-onderzoek kijkt men naar minstens tien verschillende loci, die allemaal op verschillende chromosomen liggen. In tabel 8 kun je zien op welke chromosomen de loci liggen die voor het forensische onderzoek worden gebruikt. Uiteraard onderzoekt men bij ieder persoon dezelfde loci. De loci hebben een combinatie van letters en/of cijfers als aanduiding gekregen, bijvoorbeeld D2S1338. Deze locus ligt, zoals je in de tabel kunt zien, op chromosoom 2. Voor locus D2S1338 varieert het aantal herhalingen van 15 tot en met 27. Van deze locus zijn dus 13 verschillende vormen DNA-kenmerken bekend. Een ander woord voor DNA-kenmerk is allel (meervoud: allelen).
Het DNA-kenmerk van een locus wordt aangeduid met een cijfer. Het cijfer staat voor het aantal herhalingen van het repeterende stukje DNA. Neem opnieuw locus D2S1338. Zoals je in Tabel 9 kunt zien, bestaan er voor deze locus 13 verschillende DNA-kenmerken, in aanduiding variërend van 15 tot en met 27.
In elke cel is het DNA verdeeld over 23 paren chromosomen. Van elk paar is het ene chromosoom van de vader geërfd en het andere van de moeder. Een locus komt in een cel dus in tweevoud voor: eenmaal in het van de vader geërfde chromosoom en eenmaal in het van de moeder geërfde chromosoom. Bij het opstellen van een DNA-profiel moet je hiermee rekening houden. Bij een onderzocht persoon kan in locus D2S1338 het ene DNA-molecuul (bijvoorbeeld dat van de vader afkomstig is) een serie van 17 repeterende stukjes DNA bevatten. Bij dezelfde persoon kan in locus D2S1338 het andere DNA-molecuul (dat van de moeder afkomstig is) een serie van 20 repeterende stukjes DNA bevatten. Dan heeft locus D2S1338 bij die onderzochte persoon de DNA-kenmerken 17 en 20 (notatie 17/20). Bij forensisch DNA-onderzoek streeft men ernaar om een compleet DNA-profiel te verkrijgen. Om dit te bewerkstelligen onderzoekt men de DNA-kenmerken van minstens tien verschillende loci, verdeeld over 10 verschillende paren chromosomen (Figuur 8). De kans dat twee verschillende mensen op één locus dezelfde DNA-kenmerken hebben is vrij groot, maar de kans dat ze op alle tien de loci dezelfde DNA-kenmerken hebben, is heel erg klein. Alleen als binnen een DNA-profiel alle tien onderzochte loci waarneembaar zijn, kan men spreken van een volledig DNA-profiel. Hoe vollediger het DNA-profiel, des te kleiner de kans dat een ander persoon hier op aarde hetzelfde profiel vertoont.
6.3 DNA-profiel en matchkans Bij vergelijkend DNA-onderzoek vergelijkt een forensische onderzoeker het DNA-profiel van een biologisch spoor met het DNA-profiel van een verdachte, een slachtoffer of betrokkenen. Hierbij zijn twee resultaten denkbaar: of de DNA-profielen verschillen, of ze zijn aan elkaar gelijk. Verschillen de DNA-profielen van elkaar dan betekent dit dat de persoon niet de donor is van dit spoor. Als het DNA-profiel van het spoor overeenkomt met het DNA-profiel van een persoon, dan spreekt men van een 'match'. De kans dat (een niet-verwant) persoon toevallig hetzelfde volledige DNA-profiel heeft als het spoor, is minder dan één op een miljard. Dit betekent dat het biologisch spoor in hoge mate van waarschijnlijkheid afkomstig is van de verdachte. Om de bewijswaarde van gelijke DNA-profielen te bepalen is het van belang te weten hoe groot de kans is dat de DNA-profielen bij toeval gelijk zijn. Een voorbeeld: Stel dat je een profiel zou opstellen alleen op basis van locus D2S1338, en dat het DNA-profiel van een verdachte (in locus D2S1338) dezelfde DNA-kenmerken heeft als het materiaal van het spoor van het misdrijf. Heb je dan een duidelijke aanwijzing dat deze persoon het misdrijf heeft gepleegd? Het antwoord hangt af van de frequentie waarmee dit DNA-kenmerk onder de bevolking voorkomt. Als 20% van de bevolking het DNA-kenmerk heeft, is het bewijs niet zo sterk. Maar als maar 1% van de bevolking het DNA-kenmerk heeft, is de kans al groter dat de verdachte het misdrijf heeft gepleegd. In Tabel 11 en Tabel 12 kun je van elk DNA-kenmerk zien bij welk percentage van de bevolking het voorkomt. Als je het getal 0,01 ziet staan, betekent dit dat 1% van de bevolking dit DNA-kenmerk bezit.
25. Vraag a. Stel, een profiel verschilt op één DNA-kenmerk en al de andere DNA-kenmerken zijn gelijk. Moet dan de verdachte uitgesloten worden als donor van dit spoor? Geef een verklaring voor je antwoord. b. Familieleden vertonen veel overeenkomsten in DNA-profiel. Geef hiervoor een verklaring. c. Bestudeer tabel 11. Wat is de frequentie van DNA-kenmerk 18 op locus D2S1338? d. Wat is de som van alle frequenties (in Nederland) van locus D2S1338? Geef hiervoor een verklaring. Zoals eerder gezegd is bij de mens het DNA verdeeld over 23 paren DNA-moleculen. Van elk paar is één DNA-molecuul geërfd via de vader en één via de moeder. Een persoon kan dus ten aanzien van locus D2S1338 maximaal twee verschillende DNA-kenmerken bezitten. Neem bijvoorbeeld DNA-kenmerken 17 en 18. Bij bevruchting kunnen er 4 combinaties gevormd worden: ·
17/17 ·
17/18 ·
18/17 ·
18/18 Stel nu dat bij een persoon DNA-kenmerken 17 en 18 waarneembaar zijn. DNA-kenmerk 17 komt in de bevolkingsgroep voor met een frequentie van 0,203 (20,3% (ofwel 1 op de 4,9)). DNA-kenmerk 18 komt voor met een frequentie van 0,076 (7,6% (ofwel 1 op 13,2)). De kans dat een persoon DNA-kenmerk 17 en 18 bezit is dan als volgt te berekenen. Eerst vermenigvuldig je de frequenties van beide DNA-kenmerken: 0,203 (20,3%) x 0,076 (7,6%) = 0,015 (1,5%). Omdat er voor DNA-kenmerk 17 en 18 in totaal twee mogelijkheden zijn: 17/18 en 18/17 (kenmerk 17 is van de vader geërfd en kenmerk 18 van de moeder, of andersom: kenmerk 18 is van de moeder geërfd en kenmerk 17 van de vader) is een vermenigvuldiging met een factor twee nodig. De berekende frequentie van de DNA-kenmerkencombinatie van dat locus is 2 x 1,5% = 3% (2 x 0,015 = 0,03). 26. Vraag Bereken op basis van boven beschreven gegevens voor locus D2S1338 de frequentie van de DNA-kenmerkcombinatie (17/17). Reken ook uit wat de frequentie is van de DNA-kenmerkcombinatie (18/18). Bij analyse van een DNA-profiel worden de verschillende DNA-kenmerken van de loci weergegeven als pieken (zie figuur 2 op bladzijde 50). De hoogte en breedte van een piek is een maat voor de hoeveelheid DNA. Figuur 8 (op bladzijde 50) is een weergave van een DNA-profiel op grond van de tien eerder genoemde loci. Voor (bijna) elke locus zie je twee pieken, de ene voor het van de vader geërfde DNA-molecuul, de andere voor het molecuul dat van de moeder is geërfd. Alleen voor de locus met de code 'VWA' is er maar één piek zichtbaar (vijftien). Deze persoon heeft op die locus voor beide DNA-moleculen het DNA-kenmerk: vijftien. Een DNA-profiel bevat ook altijd een kenmerk dat aangeeft of de persoon een man of een vrouw is. Bij een man geeft dat kenmerk twee pieken, weergegeven als X en Y. Bij een vrouw is er op die plaats één piek, weergegeven als X. 27 Vraag Is het DNA-profiel in Figuur 8 afkomstig van een man of van een vrouw? De berekende frequentie van het DNA-profiel Een DNA-profiel wordt berekend door de frequenties van de DNA-kenmerken met elkaar te vermenigvuldigen. Een voorbeeld hiervan zie je in Tabel 13. Voor alle loci zijn de frequentie van DNA-kenmerken berekend.
Door alle frequenties met elkaar te vermenigvuldigen, bereken je de kans dat een persoon toevallig hetzelfde DNA heeft. In dit geval is dat 0,004 x 0,108 x 0,026 x 0,002 x 0,134 x 0,006 x 0,190 x 0,036 x 0,084 x 0,014 = 1,45 x 10-16. Voor een volledig DNA-profiel, dat bestaat uit tien loci, is de frequentie altijd lager dan 1 op een miljard. De berekende frequentie is de maat voor de zeldzaamheid van een vastgesteld DNA-profiel in de populatie (bijvoorbeeld Nederland). De berekende frequentie is de kans dat een willekeurig gekozen, niet aan de matchende verdachte verwante, persoon hetzelfde DNA-profiel heeft als dat van het spoor. Als de kans voor een DNA-profiel berekend wordt op 1:1000.000, dan betekent dit dat er in Nederland ongeveer 16 mensen rondlopen met ditzelfde profiel. 28. Vraag In Figuur 8 is een DNA-profiel getoond met een matchkans van 1,45 x 10-16. Op aarde leven ongeveer 5 miljard mensen. Is de kans groot dat er op aarde nog een persoon rondloopt met dit DNA-profiel? 6.4 Een match bewijst geen schuld Stel dat het DNA-profiel van het spoor overeenkomt met dat van de verdachte, wat zegt dat dan? Een match bewijst op zichzelf niets, behalve dat diegene de donor kan zijn van het biologische spoor. Dat is de enige objectieve informatie die met de DNA-test is verkregen. Daarna volgt interpretatie. De verdachte kan 'toevallig' op de plaats van het misdrijf zijn geweest zonder iets met de daad te maken hebben gehad. Vooral op openbare plaatsen of in de open lucht kunnen sporen makkelijk door voorbijgangers, getuigen of zelfs verbalisanten zijn achtergelaten. De bewijskracht van een positieve identificatie hangt af van de relatie tussen het spoor en het delict. En het oordeel is aan de rechter. (Bronnen: 6 en 17-21) |
