DNA Mystery

ALLGEMEIN

• 19 Jahre
• Studentin der Sozialwissenschaften in Göttingen
• sehr eifersüchtige Freundin von Oliver Atzkern
• absolvierte Auslandsjahr in Australien
• ehemalige Mitspielerin von Amy Vogel

ALLGEMEINES

• 26 Jahre
• Physiotherapeut
• wohnt mit seiner Lebensgefährtin und seinem vierjährigen Sohn in Haunstetten
• für Lebensunterhalt seiner Familie verantwortlich
• Arbeitskollege von Amy Vogel

ALLGEMEIN

• 23 Jahre
• Mitarbeiter der Firma Elektro Kögel seit vier Jahren
• Freund von Fabienne Schmid, die vor kurzem aus Australien zurückkehrte
• Patient von Amy Vogel nach einem Kreuzbandriss im Handball

ALLGEMEIN

• 20 Jahre
• Studentin der Psychologie in Frankfurt
• Hat 4 Jahre mit Amy Vogel in der gleichen Mannschaft gespielt.
• Freundin von Amy Vogel
• Sie fühlt sich verantwortlich für Amys Verletzung, die dazu führte, dass Amy nicht mehr aktiv Handball spielen konnte.

ALLGEMEIN

• 53 Jahre
• Orthopäde und Mannschaftsarzt des TSV Schwabmünchen
• Familienvater von 3 Kindern, wohnhaft in Königsbrunn
• operierte Amy Vogel am Knie

ALLGEMEIN

• 15 Jahre
• Schülerin des Gymnasiums Königsbrunn
• Leistungsorientierte Skifahrerin im Jugendkader von Bayern
• Schwester des Opfers
  

Die MRT-Aufnahme des rechten Knies der Patientin Amy Vogel zeigt, dass das Kreuzband auch nach zweifacher Operation immer noch beschädigt ist.
Der behandelnde Arzt Dr. Rainer Habeck verweigert die Stellungnahme und weist alle Vorwürfe von sich.
Die Patientin kann aufgrund der nicht optimal verlaufenen Operation nicht mehr in den Leistungssport zurückkehren.
Für Amy Vogel ein herber Schlag und für den TSV Schwabmünchen ein großer Verlust.

Die Ermittler haben diese E-Mail von Nick sichergestellt, die er von «watching@you.de» erhielt.

Nick Kögel machte die Prüfung zum Physiotherapeuten.

Das Ergebnis könnt ihr hier einsehen.

Veranstalter und Besucher können sich auf eine besondere Party freuen. Wer DAS Ereignis zum Semesterauftakt im Karlson Club in Frankfurt nicht verpassen möchte, sollte sich den Termin freihalten und unbedingt vorbei kommen.

Hier geht's zum Uni-Flyer der legendären Party.

Auf dem Handy des Opfers stießen die Ermittler auf einen Insta-Beitrag.

Es war ihr Tag! Keiner hatte es erwartet, und dennoch hat Maja Vogel alle verblüfft mit ihrem überraschende Lauf an diesem Wochenende.

Den Link zum Zeitungsartikel findet ihr hier.

Eine verdächtige Person hatte ein großes Interesse daran, schnell nach Frankfurt zu kommen.

Zur Route klickt ihr hier.

Auf Amy Vogels Smartphone finden die Ermittler Interessantes.

Hier geht's zu einem Auszug aus den WhatsApp Chats.

Die Polizei stieß auch auf Terminpläne, wie diesen hier.

Die Ermittler schauten sich auch die Kontobewegungen auf Amys Konto an. Vielleicht finden sich dort weitere Hinweise.

Hier der Kontoauszug

Welche Spielerinnen des TSV Schwabmünchen Tore erzielten oder Zeitstrafen und gelbe Karten erhielten, ist der Spielübersicht entnehmbar.

Kurz vor dem Spiel beobachtete die Trainerin des TSV Schwabmünchen Sabine Becker einen heftigen Streit zwischen der Spielerin Fabienne Schmid und ihrem Freund Oliver Atzkern.

Sie macht folgende Zeugenaussage:

«Beide waren sehr aufgebracht und wurden laut. Um Fabienne Schmid auf das bevorstehende Spiel zu fokussieren, ging ich dazwischen und beendete den Streit. Offensichtlich handelte es sich um einen Beziehungsstreit.»

Bei Amy wurde dieses Ultraschallbild gefunden.

Die Ermittler fanden auf Amys Smartphone ein Foto von einem Brief, den sie wahrscheinlich an Oliver geschickt hat.

Lauteten die Worte der beiden US-amerikanischen Wissenschaftler James Watson und Fran­cis Crick nach der Entschlüsselung der DNA-Struktur. Mit Hilfe der mathematischen Auswertung der Röntgenbeugungs-diagramme der britischen Biochemikerin Rosalind Franklin erkannten Watson und Crick, dass die DNA als Doppelstrang vorliegen muss. Watson und Crick benutzten die Ergebnisse von Franklins Röntgenstrukturanalysen ohne ihr Wissen. Aber das ist eine andere Geschichte, über die ihr hier mehr erfahrt.  Watson und Crick veröffentlichten ihre Entdeckung vor Franklin und erhielten dafür im Jahr 1962 den Nobelpreis für Physiologie und Medizin.

Im Hintergrundbild sieht man die «neu entdeckte» Doppelhelix, die aus zwei Einzelsträngen, dem Zucker-Phosphat-Rückgrat der DNA, besteht. Die beiden Stränge werden durch die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Basen zusammengehalten, die sich zwischen den beiden Einzelsträngen befinden. Der Abstand zwischen zwei Basen beträgt 3,4 Å und da pro Windung immer zehn stick­stoff­hal­ti­ge Basenpaare vorhanden sind, hat eine Windung immer eine Länge von 34 Å, was 3,4 nm entspricht. Zudem erkennt man bei der Dop­pel­helix zwei Furchen, wobei eine größer ist als die andere. Insgesamt hat die DNA einen Durchmesser von 20 Å.

Um das Untersuchungsmaterial zu vervielfältigen, wenden die Forensiker die Polymerase-Kettenreaktion (PCR-Methode) an. Entwickelt wurde diese Methode 1983 von dem US-amerikanischen Biochemiker Kary Mullis, der 1993 dafür mit seinem Kollegen Michael Smith den Nobelpreis in Chemie erhielt.

Bei der Reaktion wird der gewünschte DNA-Abschnitt stark vermehrt, damit am Ende genug Material vorhanden ist, um die DNA genauer untersuchen zu können. Diese Methode ist eine der wichtigsten Methoden der Molekularbiologie und basiert zudem auf einem sehr einfachen Prinzip.

Es werden lediglich drei Schritte benötigt, die innerhalb kurzer Zeit sehr oft hintereinander ablaufen, um ein Vielfaches der Ausgangs-DNA zu erhalten.

Der erste Schritt bei der PCR-Methode ist die Denaturierung, bei dem die Ausgangs-DNA in ihre Einzelstränge getrennt wird. Um die DNA zu schmelzen, wird die Probe auf 94 bis 95 °C erhitzt. 

Liegt die Ausgangs-DNA in einzelsträngiger Form vor, folgt der zweite Schritt, die Anlagerung oder das Anealing. Bei 50 bis 60 °C lagern sich dabei sogenannte Primer an die einzelsträngige DNA an und bieten dem Enzym Taq-Polymerase die Möglichkeit, spezifisch wirken zu können. 

Die Anlagerung der Primer ist die Voraussetzung für den dritten und letzten Schritt, die Elongation oder Anlagerung. Hier werden die DNA-Stränge erweitert. Damit das Enzym Taq-Polymerase spezifisch wirken kann, wird die Temperatur im Thermocycler auf 72 bis 75 °C erhöht. Die Taq-Polymerase ergänzt dabei den unvollständigen DNA-Strang der Matrizen-DNA durch die Komplementarität in einem bestimmten Abschnitt. Am Ende liegen wieder komplette Doppelstränge vor. Startpunkt für die Verlängerung sind die Primer.

Testet euch selbst!
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Ablauf
Aufgabe

Um die Proben analysieren zu können, wird die Gelelektrophorese angewendet. Sie erzeugt die DNA-Profile, welche die Forensiker miteinander vergleichen. 

Die Gelelektrophorese ist eine analytische Methode aus der Molekularbiologie und dient der Sichtbarmachung der vervielfältigten DNA-Molekülfragmente. Das Grundprinzip der Gelelektrophorese besteht darin, dass ein elektrisches Feld erzeugt wird, in dem sich die negativ geladenen Moleküle der DNA bewegen. Da die DNA aufgrund der Phosphatgruppen insgesamt negativ geladen ist, wandern alle DNA-Moleküle im elektrischen Feld automatisch zur Kathode, dem Pluspol des elektrischen Feldes.

Für die Versuchsdurchführung wird ein Gel benötigt, in dem sich die verschiedenen Moleküle bestmöglich bewegen können. Meist wird Agarosegel verwendet, da es relativ großporig ist und sich darin auch größere Moleküle gut bewegen können. Alternativ kann auch ein Polyacrylamidgel verwendet werden, das etwas kleinporiger ist. Die Bewegung der größeren Moleküle ist hier etwas erschwert.

Schritt eins der Durchführung ist also das Aufsetzen, Aufkochen und Gießen des Agarosegels. Bevor das noch warme und flüssige Gel in den Schlitten gegossen wird, positionieren wir den Probenkamm in die oberste Kerbe nahe des Minuspols. Nach Aushärten des Gels entfernen wir vorsichtig den Probenkamm. In die Vertiefungen vom Probenkamm geben wir die unterschiedlichen DNA-Proben, bevor wir eine elektrische Spannung von 100 bis 300 V anlegen.

Nach einiger Zeit beginnen die Moleküle zum Pluspol zu wandern. Je nach ihrer Größe und Form bewegen sich die DNA-Fragmente mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Je kleiner das Molekül, desto schneller kann es sich im Gel bewegen. Größere Moleküle bewegen sich dagegen deutlich langsamer.
Gleich große Moleküle lagern sich im Gel an ähnlichen Positionen an und sind als Banden zu erkennen.

Das Resultat der Gelelektrophorese ist demnach eine Art Code, der es den Forensikern ermöglicht, den Täter zu identifizieren. 

In einem letzten Schritt muss der erhaltene Code noch sichtbar gemacht werden, weshalb man die DNA unter ultraviolettem Licht fluoresziert. Jetzt ist der entstandene genetische Code mit bloßem Auge erkennbar.

Jeder Mensch besitzt einen individuellen Code. Vergleicht man die Ergebnisse der Gelelektrophorese mit der am Tatort gefundenen DNA, ist es den Forensikern möglich, den Täter zu identifizieren. Befinden sich die Banden des genetischen Codes an denselben Stellen, so liegt die gleiche DNA vor.

Testet euch nun selbst!
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Um den genetischen Code einer Probe zu entziffern, muss die DNA zuvor isoliert werden. Hierfür wird die Probe in ein Teströhrchen überführt und zentrifugiert, bevor sie für die PCR in den Thermocycler kommt.

Wir geben die DNA-Proben in den Thermocycler. Er regelt selbständig die Temperatur für die drei Schritte der PCR-Methode.

1. Schritt: Denaturierung bei 95 °C
2. Schritt: Anlagerung bei 50 bis 60 °C
3. Schritt: Elongation bei 72 bis 75 °C

Nach ca. 30 Zyklen ist die PCR abgeschlossen. Anschließend geht es zur Gelelektrophorese. 

Haben zwei Proben ein identisches DNA-Profil, stammen sie von derselben Person.