آنالیز DNA در شناسایی مظنونین، اثر انگشت ژنتیکی بوسیله هیبریدکردن پروب ها
ابزار زیست شناسی مولکولی به طور عمده بر توانایی جداسازی DNA جهت شناسایی فرد از طریق مو، لکه خون، مایع منی و دیگر موارد برداشت شده از صحنه جنایت تمرکز دارند. به صورت عمومی این تکنیک 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 اثر انگشت ژنتیکی(پروفایلینگ DNA)، که در برگیرند شناسایی افراد یک خانواده می باشد، آغاز می کنیم.
اثر انگشت ژنتیکی؛ 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 دربرگیرنده اثری از DNA است به اندازه ای که می توان با تکنیک PCR آن را آنالیز نمود. آنالیز به سرعت انجام نمی شود و در سال های اخیر تعدادی از جرایم گذشته را که اصطلاحا Cold Cases 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. اما 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 DNA در تمامی آن ها مشابه است؛ اما ژنوم انسانی نیز همانند دیگر ارگانیسم ها دارای پلی مورفیسم های زیادی است که شامل پلی مورفیسم قطعات حاصل از آنزیم های محدودالاثر، تکرارهای پشت سر هم کوتاه (STRs) و پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی(SNP) می باشند.
پلی مورفیسم های تک نوکلئوتیدی 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 1980 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.
برای یادگیری تکنیک های مربوط به مهندسی ژنتیک و کلونینگ
از طریق لینک دوره های آموزشی تخصصی آزمایشگاه می توانید اقدام نمایید.
تعیین الگوی DNA با کمک PCR روی توالی های تکراری پشت سرهم کوتاه
اثر انگشت ژنتیکی به آنالیز هیبریداسیون توالی های تکراری پراکنده اطلاق می شود. این تکنیک در کار پزشکی قانونی با ارزش بوده است اما دارای سه محدودیت است:
- مقادیر نسبتا زیاد DNA مورد 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.
- تفسیر اثر انگشت دشوار است به این دلیل که شدت سیگنال های هیبریداسیون متغیر است. البته در دادگاه تفاوت های ناچیز در شدت باند در یک آزمایش اثر انگشت یک فرد مظنون جهت تبرئه او کافی است.
- 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 13-1 نوکلئوتید است که چندین 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 5 تا 20 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.
بیشتر بخوانید: