Tatort-Labor
Ein aufgebrochener Schrank, eine Kaffeetasse mit Hautzellen am Rand – und vier Personen mit Schlüssel. Im Tatort-Labor erstellst du DNA-Profile, lässt sie im Gel laufen und rechnest nach, wie aussagekräftig ein Treffer wirklich ist.
Das lernst du hier
- Du erklärst, was ein STR-Profil ist und warum es sich zwischen Menschen unterscheidet.
- Du wertest eine Gelelektrophorese aus und ordnest Banden den Fragmentlängen zu.
- Du berechnest mit der Produktregel, wie häufig ein Profil zufällig vorkommt.
- Du beurteilst, was ein DNA-Treffer beweist – und was nicht.
So arbeitest du im Tatort-Labor
- Profile lesenFür vier Genorte (STR-Systeme) steht in der Tabelle, wie oft sich ein kurzer DNA-Abschnitt wiederholt. Jeder Mensch hat davon zwei Allele: eins von der Mutter, eins vom Vater.
- Gel ladenJede Probe kommt in eine Tasche am Minuspol. DNA ist negativ geladen und wandert im elektrischen Feld zum Pluspol.
- Strom anKurze Fragmente kommen schneller durch das Gel und wandern weiter als lange. Der Größenstandard (die „Leiter“) zeigt an, wie viele Basenpaare eine Bande lang ist.
- Vergleichen und entscheidenNur wer in allen Systemen übereinstimmt, passt zur Spur. Ein einziger abweichender Genort schließt eine Person sicher aus.
- Zweiter FallDanach wartet eine Vaterschaftsfrage. Beide Fälle gelöst? Dann wird das Tatort-Labor in deinem Forscher-Pass eingetragen.
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Merke
Der genetische Fingerabdruck liest keine Gene. Er zählt an mehreren Stellen im Erbgut, wie oft sich eine kurze Sequenz wiederholt (Short Tandem Repeats, STR). Diese Zahlen sind von Mensch zu Mensch verschieden, werden nach den Mendelschen Regeln vererbt und verraten nichts über Aussehen oder Krankheiten.
Warum Wiederholungen?
Zwischen den Genen liegen Abschnitte, in denen sich kurze Motive aus zwei bis fünf Basen immer wieder hintereinander wiederholen, zum Beispiel AGAT-AGAT-AGAT. Wie oft, ist individuell verschieden: Bei der Verdopplung der DNA verrutscht die Polymerase an solchen Stellen leicht, sodass im Lauf der Generationen unterschiedlich lange Varianten entstanden sind. Weil diese Abschnitte nicht für Proteine codieren, sind Änderungen dort meist folgenlos – und deshalb sammeln sich dort viele Varianten an.
Für ein Profil wird die DNA zunächst mit der PCR vervielfältigt: Für jeden Genort gibt es Primer, die genau links und rechts der Wiederholungen binden. Je mehr Wiederholungen jemand hat, desto länger ist das entstehende Fragment. Diese Längenunterschiede macht die Elektrophorese sichtbar.
Typische Fehler
- „Beim DNA-Fingerabdruck wird das Erbgut gelesen.“ Nein – untersucht werden nur Wiederholungszahlen an wenigen Stellen außerhalb der Gene.
- „Ein Treffer beweist die Tat.“ Er zeigt, von wem die Zellen stammen. Wann und wie sie an den Gegenstand kamen, sagt er nicht.
- „Stimmen drei von vier Systemen, ist es fast sicher die Person.“ Umgekehrt: Schon ein abweichender Genort schließt sie aus.
- „Eineiige Zwillinge kann man so unterscheiden.“ Mit STR-Profilen nicht – ihre Profile sind gleich. Erst eine vollständige Sequenzierung findet die wenigen Unterschiede.
Wusstest du?
Alec Jeffreys entwickelte die Methode 1984 in Leicester. Der erste große Kriminalfall damit war der Fall Pitchfork in England: Dabei entlastete die DNA-Analyse zuerst einen Verdächtigen, der bereits gestanden hatte – die erste Entlastung durch DNA überhaupt. Es folgte das erste DNA-Massenscreening überhaupt: mehr als 4000 Männer gaben eine Probe ab. Der Täter wurde im September 1987 festgenommen und im Januar 1988 verurteilt.
Für Lehrkräfte
Einsatz: zur Themenseite „Der genetische Fingerabdruck“, als Übung, Station oder Einstieg in eine Diskussion über DNA-Datenbanken. Zeitbedarf: 15–20 Minuten für beide Fälle, plus 15–20 Minuten für die Aufgaben; die Produktregel-Rechnung eignet sich gut für den Mathematik-Bezug. Hinweis: Der Kriminalfall ist bewusst harmlos gehalten (Einbruch im Schullabor). Namen, Profile und Allelhäufigkeiten sind erfunden und im Tool als Modell gekennzeichnet; die Fragmentlängen liegen in der Größenordnung echter STR-Systeme, sind aber so gewählt, dass sich die vier Systeme im Gel nicht überlagern. Alles läuft lokal im Browser.
Vertiefung: Von der DNA-Analyse-Datei bis zur Rechtslage
In Deutschland regelt die Strafprozessordnung (Paragrafen 81e bis 81h StPO), wann DNA-Material untersucht und gespeichert werden darf. Die Profile liegen in der DNA-Analyse-Datei beim Bundeskriminalamt. Gespeichert werden dort keine Gene, sondern nur die Wiederholungszahlen der untersuchten STR-Systeme und das Geschlecht – das genügt für den Abgleich und verrät nichts über Krankheiten.
Seit 2019 darf bei unbekannten Spurenlegern zusätzlich auf Augen-, Haar- und Hautfarbe sowie das biologische Alter geschlossen werden (Paragraf 81e Absatz 2 StPO). Die Herkunft einer Person darf dabei ausdrücklich nicht bestimmt werden. Über diese „erweiterte DNA-Analyse“ wird weiter gestritten: Befürworter sehen bessere Ermittlungsansätze, Kritikerinnen warnen vor Fehlschlüssen und davor, dass ganze Bevölkerungsgruppen unter Verdacht geraten.
Ein Massengentest („DNA-Reihenuntersuchung“, Paragraf 81h StPO) ist nur bei schweren Straftaten und nur mit schriftlicher Einwilligung erlaubt. Wer nicht teilnimmt, macht sich dadurch nicht verdächtig – die Ablehnung allein darf kein Verdachtsgrund sein.
Für private Abstammungsgutachten gilt das Gendiagnostikgesetz: Heimliche Vaterschaftstests, etwa mit einem ohne Wissen gesammelten Haar, sind unzulässig. Nötig ist die Einwilligung aller Beteiligten, bei Kindern die der Sorgeberechtigten.
Fachbegriffe
- STR
- Short Tandem Repeat: kurze, sich wiederholende DNA-Abschnitte außerhalb der Gene.
- Allel
- Hier: eine bestimmte Wiederholungszahl an einem Genort. Jeder Mensch hat zwei davon.
- Gelelektrophorese
- Trennverfahren: DNA-Fragmente wandern im elektrischen Feld, kurze schneller als lange.
- Größenstandard
- Mitlaufende Probe mit bekannten Fragmentlängen („Leiter“) zum Ablesen der Größen.
- PCR
- Polymerase-Kettenreaktion: vervielfältigt gezielt die untersuchten Abschnitte.
- Produktregel
- Wahrscheinlichkeiten unabhängiger Ereignisse werden multipliziert.
Arbeitsaufträge
- AFB IBeschreibe, warum im Gel kurze Fragmente weiter wandern als lange, und wozu die „Leiter“ dient.
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DNA ist negativ geladen und wandert zum Pluspol. Das Gel wirkt wie ein Sieb aus Poren: Kurze Fragmente schlängeln sich leichter hindurch und legen in derselben Zeit eine größere Strecke zurück. Der Größenstandard enthält Fragmente bekannter Länge; durch Vergleich der Höhe lässt sich die Länge der Probenbanden abschätzen. - AFB IGib das Profil der Tatortspur aus Fall 1 in Zahlen an und erkläre, was die Zahlen bedeuten.
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D3S1358: 15/17, TH01: 6/9, vWA: 16/18, FGA: 21/24. Die Zahlen geben an, wie oft sich das kurze Motiv am jeweiligen Genort wiederholt. Zwei Zahlen pro Genort, weil jeder Mensch zwei Allele besitzt – eines von jedem Elternteil. - AFB IIIn Fall 1 unterscheidet sich eine Person nur in einem einzigen Allel von der Spur. Erläutere, warum sie trotzdem ausgeschlossen ist.
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Tom stimmt bei D3S1358, TH01 und FGA überein, hat bei vWA aber 16/20 statt 16/18. Ein Mensch kann an einem Genort nur die Allele zeigen, die er geerbt hat. Weicht ein einziges ab, kann die Spur nicht von ihm stammen – anders als bei einer Übereinstimmung ist ein Ausschluss eindeutig. - AFB IIEin Kind hat bei vWA 16/20, die Mutter 16/18. Bestimme, welches Allel vom Vater stammen muss, und begründe.
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Die 16 kann von der Mutter stammen (sie hat 16/18), die 20 besitzt sie nicht. Also muss die 20 vom Vater kommen. Ein Mann ohne Allel 20 scheidet als Vater aus. - AFB IIRechne nach: Für zwei Genorte gelten die Häufigkeiten p = 0,20 und q = 0,25 (Genort 1) sowie p = 0,10 und q = 0,30 (Genort 2), beide Personen heterozygot. Berechne mit der Produktregel, wie häufig diese Kombination ist.
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Genort 1: 2 · 0,20 · 0,25 = 0,10. Genort 2: 2 · 0,10 · 0,30 = 0,06. Produkt: 0,10 · 0,06 = 0,006, also etwa 1 von 167 Personen. Mit nur zwei Genorten ist das viel zu häufig für eine Identifizierung – deshalb untersucht man 16 und mehr. - AFB IIIDie Polizei findet an einer Türklinke DNA einer Person, die dort arbeitet. Beurteile, welchen Wert dieser Fund für die Ermittlung hat.
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Der Wert ist gering. Die Person berührt die Klinke regelmäßig, ihre DNA ist dort zu erwarten. Ein DNA-Treffer sagt nur, von wem die Zellen stammen, nicht wann sie dorthin gelangten. Außerdem kann DNA übertragen werden, etwa über Hände oder Gegenstände. Aussagekräftig wird eine Spur erst dort, wo die DNA nicht hingehört, zusammen mit weiteren Indizien. - AFB IIIManche fordern, von allen Neugeborenen ein DNA-Profil zu speichern, um Straftaten schneller aufzuklären. Nimm Stellung und wäge Nutzen und Risiken ab.
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Dafür: schnellere Aufklärung, Entlastung Unschuldiger, Abschreckung. Dagegen: Alle Menschen würden vorsorglich behandelt wie Verdächtige, obwohl die Unschuldsvermutung gilt; die informationelle Selbstbestimmung wird eingeschränkt; Neugeborene können nicht einwilligen; es drohen Missbrauch, Datenlecks und spätere Zweckerweiterungen; Fehler und Übertragungsspuren können Unschuldige belasten. Eine abgewogene Position benennt beides und begründet, welches Gut schwerer wiegt – etwa mit dem Hinweis, dass Grundrechtseingriffe verhältnismäßig und auf konkrete Verdachtsfälle begrenzt sein müssen.
Hintergrundwissen
Quellen & Stand
- Bundeskriminalamt: DNA-Analyse-Datei: bka.de.
- Paragraf 81e Strafprozessordnung (Molekulargenetische Untersuchung): gesetze-im-internet.de.
- Gendiagnostikgesetz, Paragraf 17 (Abstammungsuntersuchungen): gesetze-im-internet.de.
- University of Leicester: The history of DNA fingerprinting: le.ac.uk.
- NIST: Short Tandem Repeat DNA Internet Database (STRBase): strbase.nist.gov.
Stand: Oktober 2026.