мини|Двојната спирала на ДНК ДНК анализа (исто така наречена ДНК тест или генетски профил) — процес на одредување на карактеристиките на деоксирибонуклеинската киселина (ДНК) на поединецот. ДНК анализата наменета за идентификување на вид, наместо поединец, се нарекува ДНК баркодирање.
ДНК анализата е форензичка техника во криминалните истраги, споредувајќи ги профилите на осомничените за криминал со ДНК докази за да се процени веројатноста за нивна вмешаност во кривичното дело. Исто така се користи при тестирањето за татковство,Petersen, K., J.. Handbook of Surveillance Technologies. 3rd ed. Boca Raton, FL. CRC Press, 2012. p815 за да се утврди подобноста за имиграција, и во генеалошките и медицинските истражувања. ДНК анализата, исто така, се користи во проучувањето на животинските и растителните популации во областа на зоологијата, ботаниката и земјоделството.
Заднина мини|Сер Алек Џефрис, пионер на ДНК анализата. Неговото откритие довело до осуда на Колин Пичфорк во 1988 година Почнувајќи од 1980-тите, научниот напредок дозволил употреба на ДНК како материјал за идентификација на поединецот. Прв патент кој ја покрил директната употреба на варијации на ДНК за форензика (US5593832A ) бил поднесен од Џефри Гласберг во 1983 година, врз основа на работата што ја направил додека бил на Универзитетот Рокфелер во САД во 1981 година.
Британскиот генетичар сер Алек Џефрис самостојно развил процес за ДНК анализата во 1985 година додека работел на Катедрата за генетика на Универзитетот во Лестер. Џеферис открил дека испитувачот на ДНК може да утврди модели во непозната ДНК. Овие обрасци биле дел од наследни особини што може да се користат за унапредување на полето на анализа на односите. Овие откритија довеле до првата употреба на ДНК анализата во кривично дело.
Процесот, развиен од Џефрис во врска со Питер Гил и Дејв Верет од Форензичката научна служба (ФНС), првпат бил форензички користен во решавањето на убиството на двајца тинејџери кои биле силувани и убиени во Нарборо, Лестершир во 1983 и 1986 година. Во истрагата за убиството, предводена од детективот Дејвид Бејкер, ДНК содржана во примероците на крв, добиени доброволно од околу 5.000 локални мажи кои доброволно и помагале на полицијата на Лестершир во истрагата, резултирала со ослободување на Ричард Бакланд, кој бил првично осомничен и истрагата довела до последователното осудување на Колин Пичфорк на 2 јануари 1988 година. Пичфорк, вработен во локална пекара, го присилил својот колега Ијан Кели да даде примерок од неговата крв - Кели потоа користел фалсификуван пасош за да се претставува како Пичфорк. Друг колега ја пријавил измамата во полиција. Пичфорк бил уапсен, а неговата крв била испратена во лабораторијата на Џефрис за обработка и развој на профилот. Анализата на Пичфорк се совпаѓа со онаа на ДНК оставена од убиецот што го потврдило присуството на Пичфорк на двете места на злосторството; тој се изјаснил за виновен за двете убиства. По неколку години, хемиска компанија по име Imperial Chemical Industries (ICI) го претставила првиот комерцијално достапен комплет во светот. И покрај тоа што е релативно неодамнешно поле, имала значително глобално влијание и врз системот на кривичната правда и врз општеството. мини|Варијации на должината на алелот VNTR кај 6 индивидуи. Иако 99,9% од секвенците на човечката ДНК се исти кај секој човек, доволно ДНК е различна што е можно да се разликува една единка од друга, освен доколку не се монозиготни (идентични) близнаци. ДНК анализа користи повторувачки секвенци кои се многу променливи, наречени тандемски повторувања со променливи броеви (ТППБ), особено кратки тандемски повторувања (КТП), исто така познати како микросателити и минисателити. Локусите на ТППБ се слични помеѓу тесно поврзани индивидуи, но се толку променливи што неповрзаните поединци веројатно нема да ги имаат истите ТППБ.
Пред ТППБ и КТП, луѓето како Џеферис користеле процес наречен ограничувачки фрагмент на полиморфистичка должина (ОФПД). Овој процес редовно користел големи делови од ДНК за да ги анализира разликите помеѓу два примероци на ДНК. ОФПД бил меѓу првите технологии користени во ДНК анализа. Меѓутоа, како што технологијата еволуирала, новите технологии, како што е КТП, се појавиле и го зазеле местото на постарата технологија како ОФПД.
Допуштеноста на доказите за ДНК во судовите била оспорувана во САД во 1980-тите и 1990-тите, но оттогаш станала универзално прифатена поради подобрените техники.
Процеси на анализа
Екстракција на ДНК Кога ќе се добие примерок од крв или плунка, ДНК е само мал дел од она што е присутно во примерокот. Пред да може да се анализира ДНК, таа мора да се извади од клетките и да се прочисти. Постојат многу начини на кои тоа може да се постигне, но сите методи ја следат истата основна процедура. Клетката и јадрените мембрани треба да се разбијат за да се овозможи ДНК да биде ослободена во раствор. Откако ДНК ќе стане слободна, таа може да се одвои од сите други клеточни компоненти. Откако ДНК ќе се одвои во растворот, преостанатиот клеточен отпад потоа може да се отстрани од растворот и да се фрли, оставајќи ја само ДНК. Најчестите методи за екстракција на ДНК вклучуваат органска екстракција (исто така наречена екстракција на фенол хлороформ), екстракција на хелекс и цврстофазна екстракција. Диференцијалната екстракција е модифицирана верзија на екстракција во која ДНК од два различни типа на клетки може да се одвои една од друга пред да се прочисти од растворот. Секој метод на екстракција работи добро во лабораторија, но аналитичарите обично го избираат својот претпочитан метод врз основа на фактори како што се цената, вклученото време, количината на добиената ДНК и квалитетот на добиената ДНК.
ОФПД анализа мини|Полиморфизам на должина на фрагмент на ограничување Ограничувачкиот фрагмент на полиморфистичка должина (ОФПД). се залага за полиморфизам со должина на рестриктивен фрагмент и, во смисла на ДНК анализа, опишува метод за тестирање на ДНК кој користи рестриктивни ензими за да ја „пресече“ ДНК на кратки и специфични секвенци низ примерокот. За да започнете со обработка во лабораторија, примерокот најпрвин треба да помине низ протокол за екстракција, кој може да варира во зависност од типот на примерокот или лабораториските стандардни оперативни процедури. Откако ДНК ќе се „извлече“ од клетките во примерокот и ќе се одвои од надворешни клеточни материјали и какви било нуклеази што би ја разградиле ДНК, примерокот потоа може да се воведе до саканите рестриктивни ензими за да се исече на видливи фрагменти. По дигестијата на ензимот, се врши саудерн блот. Овој метод на сепарација се заснована на големина што се изведува со радиоактивни или хемилуминисцентни сонди. ОФПД може да се спроведе со сонди со еден или повеќе локус (сонди кои таргетираат или една местоположба на ДНК или повеќе места на ДНК). Вградувањето на сонди со повеќе места овозможило поголема моќ на дискриминација за анализата, но завршувањето на овој процес може да потрае неколку дена до една недела за еден примерок поради екстремното време потребно за секој чекор потребен за визуелизација на сондите.
ПВР анализа Техниката била развиена во 1983 година од Кари Мулис. ПВР денес е вообичаена и важна техника што се користи во медицинските и биолошките лаборатории за истражување за различни апликации.
ПВР, или полимераза верижна реакција, е широко користена техника на молекуларна биологија за засилување на специфична ДНК секвенца. мини|Чекори на полимеразна верижна реакција Засилувањето се постигнува со серија од три чекори:
1- Денатурација: Во овој чекор, ДНК се загрева до 95 °C за да се дисоцираат водородните врски помеѓу комплементарните базни парови на двоверижна ДНК.
2-Греење: Во оваа фаза реакцијата се лади на 50-65 °C. Ова им овозможува на прајмерите да се прикачат на одредена местоположба на едноверижниот шаблон ДНК по пат на водородна врска.
3-Екстензија: Во овој чекор најчесто се користи термостабилна ДНК полимераза која е Taq полимераза. Ова се прави на температура од 72 °C. ДНК полимеразата додава нуклеотиди во насока 5'-6' и ја синтетизира комплементарната нишка на моделот на ДНК.
КТП анализа мини|309x309пкс| Кратки тандемски повторувања (КТП), исто анализа на поедноставен модел: Прво, примерок од ДНК се подложува на полимеразна верижна реакција со прајмери насочени кон одредени КТП (кои се разликуваат по должина помеѓу поединците и нивните алели). Резултирачките фрагменти се одделени по големина (како што е електрофореза).Image by Mikael Häggström, MD, using following source image: Figure 1 - available via license: Creative Commons Attribution 4.0 International", from the following article: Системот за ДНК анализа што се користи денес се базира на полимеразна верижна реакција (ПВР) и користи едноставни секвенци.
Од земја до земја, се користат различни системи за анализа на ДНК базирани на КТП. Во Северна Америка, системите кои ги засилуваат јадрените локуси CODIS 20 се речиси универзални, додека во Обединетото Кралство се користи системот на локуси ДНК-17, а Австралија користи 18 основни маркери.
Вистинската моќ на оваа анализа е во нејзината статистичка моќ на дискриминација. Бидејќи 20-те локуси кои моментално се користат за дискриминација во CODIS се независно сортирани (имањето одреден број повторувања на еден локус не ја менува веројатноста да се има било кој број повторувања на кој било друг локус), може да се примени правилото за производ за веројатности. Ова значи дека, доколку некој има ДНК тип на ABC, каде што трите локуси биле независни, тогаш веројатноста таа единка да го има тој ДНК тип е веројатноста да има тип А пати поголема од веројатноста да има тип Б повеќе од веројатноста да има тип В. Ова резултирало со способност да се генерираат веројатности за совпаѓање од 1 во квинтилион (1x10 18 ) или повеќе. Сепак, пребарувањата на базата на податоци на ДНК покажале многу почести од очекуваните совпаѓања на лажни ДНК профили.
Анализа на Y-хромозом Поради татковското наследство, Y-хаплотиповите даваат информации за генетското потекло на машката популација. За да се истражи историјата на оваа популација и да се обезбедат проценки за фреквенциите на хаплотипот во криминалните случаи, „Y хаплотип референтна база на податоци (YHRD)“ била основана во 2000 година како онлајн ресурс. Во моментов содржи повеќе од 300.000 минимални (8 локуси) хаплотипови од популации ширум светот.
Митохондриска ДНК мтДНК може да се добие од материјал како влкна од коса и стари коски или заби. Ова е контролен механизам базиран на точка на интеракција со податоци. Ова може да се утврди со алатно поставување во примерокот.
Прашања со форензички ДНК примероци Кога луѓето размислуваат за начинот на кој се прави ДНК анализа, тие често размислуваат за телевизиски емисии и серии како NCIS или Истрага на местото на злосторството, кои прикажуваат примероци од ДНК кои доаѓаат во лабораторија и веднаш се анализираат, проследено со сликање на осомничениот во рок од неколку минути. Меѓутоа, реалноста е сосема поинаква, а совршените примероци на ДНК често не се собираат од местото на злосторството. Жртвите на убиства често се оставаат изложени на сурови услови пред да бидат пронајдени, а предметите што се користат за извршување на злосторства честопати се ракувани од повеќе од едно лице. Двата најраспространети прашања со кои се среќаваат форензичарите при анализа на примероците на ДНК се деградираните примероци и смесите на ДНК.
Деградирана ДНК