Abbildung 1: Schematische Darstellung zu den STR-Einheiten auf dem diploiden Chromosomensatz

Da jedes eukaryotische Individuum einen diploiden Chromosomensatz trägt, ist die Anzahl der Wiederholungen in der Regel auch für jeden der beiden Chromosomensätze unterschiedlich (heterozygot). In diesem Fall liefert die PCR auf einen repeat-Typ zwei Amplifikate von bis zu 300 Nukleotiden Länge. Die Primer für eine solche PCR liegen im flankierenden Bereich dieser Wiederholungseinheiten.

Abbildung 2: Einzellocus-Analyse, die in der Regel zwei PCR-Produkte je untersuchter Probe liefern.

Werden solche Proben zusammengemischt, dann ergibt sich eine "Allel-Leiter", wie sie rechts in Abbildung 2 dargestellt ist. Wird eine solche Allel-Leiter in einer Kapillare aufgetrennt, an deren Ende ein Detektor angebracht ist, dann ergibt sich eine Detektionskurve, wie sie in Abbildung 2 unten rechts gezeigt wird.

Abbildung 3: Analyse fluoreszenzmarkierter PCR-Produkte auf einem "Sequenzer", der mit einer Trennkapillare ausgestattet ist. Dargestellt ist die Trennung verschiedenfarbiger Produkte eines PCR Multiplex-Verfahrens.

Wird eine genügend hohe Anzahl verschiedener repeats aus unterschiedlichen Loci getestet, so ist statistisch sicher gestellt, dass die erhaltenen Längenmuster individuen-spezifisch sind. In der europäischen Kriminalistik werden routinemäßig etwa 7 verschiedene Loci auf ihre STR´s analysiert, über die in aller Regel bereits Verdächtige als mögliche Täter ausgeschlossen werden können. In USA werden bis zu 13 Loci durch die Bundespolizei FBI getestet.

Abbildung 4: Vom FBI in seiner CODIS-Datenbank (Combined DNA Index System) genutzte Loci und ihre Zuordnung zu den einzelnen Chromosomen des Menschen.

Die Allelverteilungen sind in verschiedenen Bevölkerungsgruppen genau untersucht worden. In bestimmten Loci, wie z.B. dem vWA, ergibt sich für die deutsche Bevölkerung folgende Verteilung:

Abbildung 5: Allel-Verteilung zum vWA-Locus in der deutschen Bevölkerung.

Wie in Abbildung 5 zu sehen ist, kommt das Allel 17 am häufigsten vor, das Allel 16 am zweithäufigsten.
 

Das "Amel" der Abbildung 4 dient der Geschlechtsbestimmung der untersuchten Personen über das Amelogenin Gen (ncbi, Zugriffsnummer AY040206, hier ab Nukleotid 4741). In dieser Analyse werden keine Reapts untersucht, sondern das Vorkommen von 6 zusätzlichen Nukleotiden des gleichen Gens im männlichen Y Chromosom. Ein Mann wird folglich zwei Banden zeigen, die sich um 6 Nukleotide unterscheiden, während eine Frau eine einzig kürzere Bande (homozygot) aufweist.

Abbildung 6: Analyse des "Amel"-Gens

Auf dieser Darstellung wird auch deutlich, dass verschiedene Primerpaare für die Analyse eines bestimmten Locus zu unterschiedlich langen PCR-Produkten führen können. Im obigen Beispiel liegen die Promega-Primer weiter von der zu untersuchenden Sequenz entfernt, lieferen also ein längeres PCR-Produkt des gleichen Locus.

Abbildung 7: Multiplex-PCR Analyse auf 8 Loci (oben) und auf 3 Loci (unten). Die Bereiche, in denen Signale (Produkte) zu erwarten sind, wurden für diese drei Loci angegeben. Die PCR-Produkte wurden auf einem DNA-Sequenzer aufgetrennt. (Dr. Wiegand)