✍ آنالیز DNA در شناسایی مظنونین جنایت، اثر انگشت ژنتیکی به وسیله هیبریدکردن پروب ها  

ابزار زیست شناسی مولکولی به طور عمده بر توانایی جداسازی DNA جهت شناسایی فرد از طریق موها، لکه خون و دیگر موارد برداشت شده از صحنه جنایت تمرکز دارند. در رسانه های ملی این تکنیک ها اثر انگشت ژنتیکی نامیده می شوند؛ اما صحیح ترین واژه برای روش های مورد استفاده پروفایلینگ DNA می باشد و این مبحث را با امتحان روش های مورد استفاده در انگشت نگاری ژنتیکی و پروفایلینگ DNA، که در برگیرند شناسایی افراد یک خانواده می باشد، آغاز می کنیم.

آنالیز DNA در شناسایی مظنونین جنایت

تقریبا غیر ممکن است که شخصی جرمی را مرتکب شده باشد و DNA ای از خود بر جا نگذارد.

موها، لکه ی خون و حتی اثر انگشت معمولی دربرگیرنده۸ اثری از DNA است به اندازه ای که می توان با PCR آن را آنالیز نمود. آنالیز به سرعت انجام نمی شود و در سال های اخیر تعدادی از جرایم گذشته را که اصطلاحا clod-sases می نامند مورد آنالیز قرار داده و تبهکار به دادگاه فراخوانده شده است چرا که آنالیز DNA بر روی مواد آرشیو شده انجام شده و نتیجه آن مشخص شده است. بنابراین این روش بسیار عالی چگونه عمل می کند؟

اساس اثر انگشت ژنتیکی و پروفایل DNA همانند دوقلوهایی است که کپی های ژنوم انسانی یکسانی دارند. البته ژنوم انسانی کم و بیش  در همه ی افراد تا حدی مشابه است، همان ژن ها با همان ترتیب و همان امتداد داخل ژنی DNAدر تمامی آن ها مشابه است؛ اما ژنوم انسانی نیز همانند دیگر ارگانیسم ها دارای پلی مورفیزم های زیادی است. نواحی که توالی نوکلئوتیدی آن در همه اعضای جمعیت انسانی مشابه نیست. ما قبلا با جایگاه های خیلی مهم این پلی مورفیسم ها برخورد داشتیم زیرا این توالی های متغیر همان هایی هستند که به عنوان مارکر در نقشه برداری ژنی بکار می روند. این ها شامل پلی مورفیزم قطعات حاصل از آنزیم های محدودالاثر (RFLP)، تکرارهای پشت سر هم کوتاه (STRs) و پلی مورفیسم نوکلئوتید تکی (SNP) می باشند؛ مورد آخر جایگاه هایی از ژنوم هستند که دو نوع مختلف از نوکلئوتیدها می توانند حضور داشته باشند . تمام این سه حالت در ژن ها و نیز در مناطق بین ژنی رخ می دهند. همچنین میلیون ها از این محل های پلی مورفیسم در ژنوم انسان که بیشتر آن SNP می باشد وجود دارد.

اثر انگشت ژنتیکی به وسیله هیبریدکردن پروب ها

اولین روش برای استفاده از DNA جهت تشخیص اختصاصی در نیمه دهه ۱۹۸۰ به وسیله Sir Alec Jeffreys از دانشگاه Leicester ایجاد شد. این تکنیک برای هیچ یک از محل های پلی مورفیسم فوق الذکر نبود،بلکه یک نوع خاص از متغیر ها در ژنوم انسانی بود که توالی تکراری بسیار متغیر پراکنده نامیده شد. همچنان که از اسمش پیداست این یک توالی تکراری است که در جاهای مختلفی (dispersed) در ژنوم انسان وجود دارد. شاخصه برجسته شان این است که آن ها در موقعیت های متفاوت در ژنوم افراد مختلف جای دارند.

تکراری که در ابتدا برای اثر انگشت ژنتیکی مورد استفاده قرار گرفت، حاوی توالی GGGCAGGANC بود(جای N هر نوکلئوتیدی می تواند باشد). برای آماده کردن اثر انگشت یک نمونه از DNA که با (آنزیم های) اندونوکلئاز محدودکننده هضم می شود، از طریق الکتروفورز ژل آگارز جدا شده و southern blot انجام می شود. هیبرید نمودن با یک پروب نشاندار قطعات به وسیله بلات که حاوی توالی تکرار مشخص است، یک سری از باندها را آشکار می کند که هر یک مشخص کننده یک بخش محدود است که در برگیرنده تکرار می باشد. به این خاطر که جایگاه اضافه شونده از توالی های تکراری متفاوت هستند، انجام همان روش با یک نمونه DNA از نفر دوم الگوی باند متفاوتی را ایجاد خواهد کرد. این ها اثر انگشت ژنتیکی برای آن افراد هستند.

تعیین الگوی DNA با کمک PCR روی توالی های تکراری پشت سرهم کوتاه

به طور قطع، اثر انگشت ژنتیکی تنها به آنالیز هیبریداسیون توالی های تکرار پرکنده اطلاق می شود. این تکنیک در کار پزشکی قانونی با ارزش بوده است اما دارای سه محدودیت است :

1. مقادیر نسبتا زیاد DNAمورد نیاز است زیرا این تکنیک به آنالیز هیبریداسیون متکی است. اثر انگشت با مقادیر ناچیز DNA در مو و لکه های خون قابل استفاده نیست.
2. تفسیر اثر انگشت دشوار است به خاطر اینکه شدت سیگنال های هیبریداسیون متغیر است. در دادگاه تفاوت های ناچیز در شدت باند در یک آزمایش اثر انگشت یک فرد مظنون جهت تبرئه او کافی است.
3. اگرچه محل های الحاق توالی های تکراری، بسیار متغیر هستند محدودیتی در این تغییر پذیری وجود دارد و بنابراین شانس کوچکی وجود دارد که دو شخص غیر وابسته دارای اثر انگشت یکسان و یا حداقل بسیار مشابه باشند. این ملاحظات می تواند سبب تبرئه شخص احضار شده به دادگاه شود.

تکنیک کارآمد تر تعیین الگوی DNA این مشکلات را ندارد. پروفایل نمودن از توالی های پلی مورفیک که STR گفته می شود استفاده می کند. همچنان که شرح داده شد STR یک توالی کوتاه به طول ۱۳-۱ نوکلئوتید است که چند بار به صورت تکرار های پشت سر هم در ژنوم وجود دارند. در ژنوم انسان معمول ترین نوع STR تکرار دی نوکلئوتید [CA]_n است که “n” تعداد دفعات تکرارهاست و معمولا بین ۵ تا ۲۰ می باشد.

تعداد تکرارها در یک STR خاص متغیر است زیرا تکرارها می توانند اضافه یا حذف (بسیار نادر) شوند که به وسیله ی خطاهای ایجاد شده در حین همانندسازی رخ دهند. در یک جمعیت ممکن است ده ها تغییر متفاوت از یک STR خاص دیده شود هر الل به وسیله تعدادی تکرار متفاوت مشخص می شود.

کلونینگ ژن و بررسی DNA در علوم جنایی و باستان شناسی – بخش اول(اثر انگشت ژنتیکی/ DNA fingerprinting)

کلونینگ ژن و بررسی DNA در علوم جنایی و باستان شناسی – بخش دوم(بررسی STR استخوان های خانواده ی سلطنتی رومانوف)

کلونینگ ژن و بررسی DNA در علوم جنایی و باستان شناسی – بخش سوم(آرکئو ژنتیک)