Sud DNK-si tahlili - Forensic DNA analysis - Wikipedia

Irsiy kasalliklar bo'yicha DNK tekshiruvi uchun qarang Genetik sinov.
Buni chalkashtirib yubormaslik kerak DNKning shtrix-kodi yoki DNKni fenotiplash.
Qismi bir qator kuni
Sud ekspertizasi
DNK juft spirali gorizontal.png
Fiziologik

DNKni profillash ning aniqlanishi DNK profili yuridik va tergov maqsadlarida. DNKni tahlil qilish usullari yillar davomida bir necha bor o'zgardi, chunki texnologiya takomillashib boradi va kamroq boshlang'ich material bilan ko'proq ma'lumotni aniqlashga imkon beradi. Zamonaviy DNK tahlili populyatsiya ichida ishlab chiqarilgan profilning kamligini statistik hisoblashga asoslangan.

Eng yaxshi sud-tergov vositasi sifatida tanilgan bo'lsa-da, DNK profilidan foydalanish suddan tashqari maqsadlarda ham qo'llanilishi mumkin. Otalikni tekshirish va inson nasabnoma tadqiqotlar - bu DNK profilining sudga oid bo'lmagan usullaridan ikkitasi.

Tarix

DNK profilini ishlab chiqarish usullari tomonidan ishlab chiqilgan Alec Jeffreys va uning jamoasi 1984 yilda.[1]

Usullari

Iste'fodagi usullar

RFLP tahlili

Jelda ko'rsatilgan genomdagi bitta joyda turli xil takroriy soni bo'lgan olti kishi.
Shuningdek qarang: Cheklov fragment uzunligining polimorfizmi

DNKni profilaktika qilishning birinchi haqiqiy usuli cheklash bo'lagi uzunligini polimorfizmni tahlil qilish edi. RFLP tahlilini sud-tibbiyot ishlarida birinchi marta 1985 yilda Buyuk Britaniyada qo'llagan.[2] Ushbu turdagi tahlil ishlatilgan o'zgaruvchan sonli tandem takrorlanadi (VNTR) shaxslarni farqlash uchun. VNTRlar genomda keng tarqalgan va bir xil DNK ketma-ketligidan iborat bo'lib, ular qayta-qayta takrorlanadi.[3] Turli xil shaxslar genomning ma'lum bir joyida turli xil takroriy sonlarga ega bo'lishi mumkin.[2] Masalan, A odamda to'rt, B odamda 5 marta takrorlash mumkin. Farqlar deb nomlangan jarayon orqali ingl gel elektroforezi. Kichik bo'laklar ularni ajratib turadigan kattaroq bo'laklarga qaraganda jel orqali uzoqroq yurar edi.[4] Ushbu farqlar shaxslarni ajratish uchun ishlatilgan va bir nechta VNTR saytlari birgalikda ishlaganda, RFLP tahlili yuqori darajadagi individualizatsiya kuchiga ega.[5]

RFLPni tahlil qilish jarayoni juda ko'p vaqt talab qildi va takroriy takrorlanish davomiyligi tufayli 9 dan 100 tagacha juftlik orasida,[3][6] kabi kuchaytirish usullari polimeraza zanjiri reaktsiyasi ishlatib bo‘lmadi. Bu RFLP ni allaqachon boshlanadigan DNKning katta miqdori bo'lgan va degradatsiyaga uchragan namunalar bilan yaxshi ishlamaydigan namunalar bilan chekladi.[7] RFLP tahlili ko'plab sud laboratoriyalarida yakuniy nafaqaga chiqqunga qadar va yangi usullar bilan almashtirilgunga qadar o'tkazilgan tahlilning asosiy turi edi. Bu tomonidan butunlay tark qilingan Federal qidiruv byurosi 2000 yilda amalga oshirilgan va STR tahlili bilan almashtirilgan.[8]

DQ alfa sinovlari

Shuningdek qarang: HLA-DQA1
Ijobiy natijani ko'rsatadigan DQ alfa sinov chizig'i. To'ldirilgan nuqtalar ushbu namuna uchun allel qiymatlarini bildiradi.

1991 yilda ishlab chiqilgan,[8] DQ alfa sinovi polimeraza zanjiri reaktsiyasidan foydalangan holda birinchi DNK texnikasi edi.[9] Ushbu uslub RFLP tahliliga qaraganda ancha kam hujayralarni ishlatishga imkon berdi, chunki ilgari talab qilinadigan ko'p miqdordagi DNK materiallari bo'lmagan jinoyatchilik sahnalari uchun foydaliroq edi.[10] DQ alfa 1 lokus (yoki joylashuvi) ham edi polimorfik va bir nechta turli xil edi allellar bu natijani keltirib chiqarishi mumkin bo'lgan shaxslar havzasini cheklash va chetlatish ehtimolini oshirish uchun ishlatilishi mumkin.[11]

DQ alfa lokusi boshqa joylar bilan 1993 yilda sotuvga qo'yilgan Polymarker nomli to'plamda birlashtirilgan.[12] Polymarker zamonaviy kashfiyotchi edi multiplekslash to'plamlar va bir nechta turli xil lokuslarni bitta mahsulot bilan tekshirishga imkon berdi. RFLP tahliliga qaraganda sezgirroq bo'lsa-da, Polymarker eski RFLP sinovlari singari kamsituvchi kuchga ega emas edi.[12] 1995 yilga kelib, olimlar VNTR asosidagi tahlilga qaytishga harakat qildilar, bu esa kuchaytirilgan fragment uzunligi polimorfizmlari (AmpFLP) deb nomlangan PCR texnologiyasi bilan birlashtirilgan.[8]

AmpFLP

An agaroza jeli D1S80 lokusini ko'rsatib, AmpFLP yordamida bir necha qatorda ishlagan.
Shuningdek qarang: Kuchaytirilgan fragment uzunligi polimorfizmi

AmpFLP VNTR tahlilini PCR bilan sud ekspertizasi uchun birlashtirishga birinchi urinish edi. Ushbu usulda 8 dan 16 tagacha juftlik o'rtasida RFLP tahliliga qaraganda qisqa VNTR ishlatilgan. AmpFLP-ning qisqa juftlik o'lchamlari PCR-ni kuchaytirish jarayoni bilan yaxshi ishlashga mo'ljallangan.[6] Ushbu uslub RFLP tahlilining kam shablonli DNKga ega bo'lgan yoki boshqacha tarzda buzilgan namunalarni qayta ishlash qobiliyati bilan ajralib turadigan kuchga ega bo'lishiga imkon beradi deb umid qilingan edi. Biroq sud-tibbiy ekspertizalari tez orada boshqa texnikalarga o'tib ketganligi sababli AmpFLP tahlili bilan ishlash uchun sud ekspertizasi arizalari uchun faqat bir nechta joy tasdiqlangan, chunki uning sud namunalari uchun kamsitish qobiliyati cheklangan.[13]

Texnika oxir-oqibat hech qachon keng qo'llanilmagan, garchi u arzonroq va yangi usullarga nisbatan sodda o'rnatilishi tufayli kichik mamlakatlarda qo'llanilmoqda.[14][15] 1990-yillarning oxiriga kelib, laboratoriyalar STR tahlilini o'z ichiga olgan yangi usullarga o'tishni boshladilar. Ular DNKning qisqaroq fragmentlaridan foydalanilgan va eski usullarning kamsituvchi kuchini saqlab, takomillashtirgan holda, PCR yordamida yanada ishonchli tarzda kuchaytirilishi mumkin.[8]

Amaldagi usullar

STR tahlili

Asosiy maqola: STR tahlili
Qisman elektroherogram STR tahlili orqali ishlab chiqarilgan.

Qisqa tandemli takroriy (STR) tahlil zamonaviy DNK laboratoriyalarida o'tkaziladigan sud DNK-tahlilining asosiy turi hisoblanadi. STR tahlili o'tmishda ishlatilgan RFLP va AmpFLP asosida takroriy birliklar hajmini 2 dan 6 tagacha juftlarga qisqartirish va bir nechta turli xil joylarni bitta PCR reaktsiyasiga birlashtirish orqali asoslanadi. Ushbu multiplekslash tahlil to'plamlari genom bo'ylab o'nlab turli xil joylar uchun allel qiymatlarini bir vaqtning o'zida to'liq, individualizatsiya va profilni olish uchun zarur bo'lgan vaqtni cheklashi mumkin. STR tahlili DNK profilining oltin standartiga aylandi va sud ekspertizasida keng qo'llaniladi.

STR tahlilini faqat bilan cheklash mumkin Y xromosoma. Y-STR otalikni o'z ichiga olgan holatlarda tahlil qilish mumkin oilaviy qidiruv chunki Y xromosomasi otalik chizig'ida bir xil (a holatlaridan tashqari) mutatsiya sodir bo'ldi). Muayyan multiplekslash to'plamlari ikkala autosomal va Y-STR lokuslarini bitta to'plamga birlashtiradi, bundan tashqari ko'p miqdordagi ma'lumotlarni olish uchun vaqt sarfini kamaytiradi.

mtDNA ketma-ketligi

Shuningdek qarang: Mitoxondrial DNK

Mitoxondriyal DNK sekvensiyasi - ko'pchilik hujayralarda mavjud bo'lgan alohida mitoxondriyal DNKdan foydalanadigan maxsus texnik. Ushbu DNK moddiy chiziqdan o'tib ketadi va shaxslar orasida noyob emas. Biroq, hujayralardagi mitoxondriyalar soni tufayli mtDNA tahlilidan yuqori darajada parchalangan namunalar yoki STR tahlili foydali bo'lishi uchun etarli ma'lumot hosil qilmaydigan namunalar uchun foydalanish mumkin. mtDNA, shuningdek, autosomal DNK mavjud bo'lmagan joylarda, masalan, sochlarning o'qlarida mavjud.

MtDNA bilan ishlaganda ifloslanish ehtimoli oshgani uchun ozgina laboratoriyalar mitoxondriyal namunalarni qayta ishlaydi. Ularda o'zaro ifloslanishni oldini olish uchun turli xil namunalarni bir-biridan ajratib turadigan maxsus protokollar mavjud.

Tez DNK

Asosiy maqola: Tez DNK

Rapid DNK - bu DNKni ekstraktsiyalash, kuchaytirish va tahlil qilish jarayonini to'liq avtomatlashtiradigan "profildan tampon" texnologiyasi. Tezkor DNK asboblari 90 daqiqada tampondan DNK profiliga o'tishga qodir va bu jarayonni o'qituvchi olimlarga kerak emas. Ushbu vositalar jinoyatchini bronlashtirish jarayonida foydalanish uchun politsiya xodimlariga hibsga olingan shaxsning DNK profilini olish imkoniyatini beradi.

Yaqinda, 2017 yilgi DNKning tezkor qonuni Qo'shma Shtatlarda qabul qilingan bo'lib, Federal qidiruv byurosini ushbu texnologiyani butun mamlakat bo'ylab tatbiq etish uchun protokollar yaratishga rahbarlik qildi. Hozirgi vaqtda ushbu asboblardan olingan DNK milliy DNK ma'lumotlar bazalariga yuklanishi mumkin emas, chunki ular standart chegarani qondirish uchun etarli joylarni tahlil qilmaydilar. Biroq, bir nechta politsiya idoralari allaqachon o'z hududlarida hibsga olingan odamlardan namunalar to'plash uchun tezkor DNK vositalaridan foydalanadilar. Ushbu mahalliy DNK ma'lumotlar bazasi federal yoki shtat qoidalariga bo'ysunmaydi.

Ommaviy parallel ketma-ketlik

Asosiy maqola: Massiv parallel ketma-ketlik

Keyingi avlod ketma-ketligi deb ham ataladigan massiv parallel ketma-ketlik (MPS) lokuslarning to'g'ridan-to'g'ri ketma-ketligini kiritish orqali STR tahliliga asoslanadi. Har bir joyda mavjud bo'lgan takroriy sonlar o'rniga, MPS olimga haqiqiy juftlik ketma-ketligini beradi. Nazariy jihatdan MPS bir xil egizaklarni ajrata olish qobiliyatiga ega, chunki tasodifiy nuqtali mutatsiyalar an'anaviy STR tahlillari bilan olinmaydigan takroriy segmentlarda kuzatilishi mumkin edi.

Profilning noyobligi

DNK profilidan daliliy usulda foydalanilganda profilning populyatsiya ichida qanchalik kamligini tushuntirib beradigan gugurt statistikasi keltiriladi. Xususan, ushbu statistika populyatsiyadan tasodifiy tanlangan odamning o'ziga xos DNK profiliga ega bo'lish ehtimoli. Profilning ehtimolligi emas kimgadir "mos keladi". Ushbu statistikani aniqlashning turli xil usullari mavjud va ularning har biri o'z tajribalari va afzalliklari asosida turli laboratoriyalar tomonidan qo'llaniladi. Shu bilan birga, ehtimollik koeffitsienti hisob-kitoblari eng ko'p ishlatiladigan boshqa ikkita usulga nisbatan afzal usulga aylanmoqda, tasodifiy odam chiqarib tashlanmaydi va qo'shilish ehtimoli birgalikda. Uchrashuv statistikasi, ayniqsa, DNK profiliga bir nechta hissa qo'shadigan aralashlarni talqin qilishda juda muhimdir. Ushbu statistika sud zalida yoki laboratoriya hisobotida keltirilganida, ular odatda ushbu hududning eng keng tarqalgan uchta irqi uchun beriladi. Buning sababi shundaki, shaxsning ajdodiga qarab har xil joylardagi allel chastotalari o'zgargan. https://strbase.nist.gov/training/6_Mixture-Statistics.pdf

Tasodifiy odam chiqarib tashlanmaydi

Asosiy maqola: Tasodifiy odam chiqarib tashlanmaydi

Ushbu usul bilan yuzaga kelgan ehtimollik, tasodifiy tanlangan odamni tahlil qilingan ma'lumotlardan chiqarib tashlamaslik ehtimoli. Match statistikasini sud zalida hech qanday ilmiy ma'lumotga ega bo'lmagan shaxslarga tushuntirish oson, ammo u juda ko'p diskriminatsiya kuchini yo'qotadi, chunki u gumon qilinuvchining genotipini hisobga olmaydi. Ushbu yondashuv odatda namuna tanazzulga uchragan yoki juda ko'p ishtirokchilarni o'z ichiga olganligi sababli ishlatiladi, shuning uchun singular profilini aniqlash mumkin emas. Bu oddiy odamlarga statistikani olish usuli sodda bo'lganligi sababli tushuntirishda ham foydalidir. Biroq, cheklangan kamsituvchi kuchga ega bo'lganligi sababli, RMNE umuman boshqa usul ishlatilmasa bajarilmaydi. RMNE aralashmaning mavjudligini ko'rsatadigan ma'lumotlarda foydalanish uchun tavsiya etilmaydi.

Qo'shish / chiqarib tashlashning birgalikdagi ehtimoli

VWA lokusida ikkita allelni ko'rsatadigan bitta manbali profil.
VWA lokusida to'rtta allelni ko'rsatadigan uch kishilik aralash.

Qo'shish yoki chiqarib tashlashning birgalikdagi ehtimoli tasodifiy, aloqasi bo'lmagan odam DNK profiliga yoki DNK aralashmasiga hissa qo'shishi ehtimolini hisoblab chiqadi. Ushbu usulda har bir alohida lokus bo'yicha statistik ma'lumotlar aholi statistikasi yordamida aniqlanadi va keyin jami CPI yoki CPE ni olish uchun birlashtiriladi. Ushbu hisob-kitoblar mavjud bo'lgan barcha ma'lumotlarga ega bo'lgan barcha lokuslar uchun takrorlanadi va keyin har bir qiymat ko'paytiriladi va qo'shilish yoki chiqarib tashlashning umumiy ehtimolini oladi. Qiymatlar bir-biriga ko'paytirilganligi sababli, juda kam sonlarga CPI yordamida erishish mumkin. Agar aralashma ko'rsatilgan bo'lsa, CPI yoki CPE maqbul statistik hisoblash hisoblanadi. https://www.promega.com/-/media/files/resources/conference-proceedings/ishi-15/parentage-and-mixture-statistics-workshop/generalpopulationstats.pdf?la=en

Bitta manbali profil uchun misolni hisoblash

Kavkazning 16 allelga ega bo'lish ehtimoli vWA = .10204

Kavkazning 17 allelga ega bo'lish ehtimoli vWA = .26276

Kavkazlik 14 va 17 allellarga ega bo'lish ehtimoli (P) = .10204 + .26276 = .3648

Boshqa barcha allellarning mavjud bo'lish ehtimoli (Q) = 1 - P yoki 1 - .3648 = .6352

Uchun chiqarib tashlash ehtimoli vWA = Q2 + 2Q (1-Q) yoki .63522 + 2(.6352)(1 - .6352) = .86692096 ≈ 86.69%

Uchun qo'shilish ehtimoli vWA = 1 - CPE yoki 1 - .86692096 = .13307904 ≈ 13.31%

Aralash profil uchun misolni hisoblash

Kavkazning 14 allelga ega bo'lish ehtimoli vWA = .10204

Kavkazning 15 allelga ega bo'lish ehtimoli vWA = .11224

Kavkazning 16 allelga ega bo'lish ehtimoli vWA = .20153

Kavkazning 19 allelga ega bo'lish ehtimoli vWA = .08418

Kavkazliklarning 14, 15, 16 yoki 19 allelga ega bo'lish ehtimoli (P) = .10204 + .11224 + .20153 + .08418 = .49999

Boshqa barcha allellarning mavjud bo'lish ehtimoli (Q) = 1 - P yoki 1 - .49999 = .50001

Uchun chiqarib tashlash ehtimoli vWA = Q2 + 2Q (1-Q) yoki .500012 + 2(.50001)(1 - .50001) = .7500099999 ≈ 75%

Uchun qo'shilish ehtimoli vWA = 1 - CPE yoki 1 - .7500099999 = .2499900001 ≈ 25%

Imkoniyat darajasi

Mumkinlik koeffitsientlari (LR) - bu qaysi biri ehtimoli yuqori ekanligini aniqlash uchun ikki xil ehtimollikni taqqoslash. Agar sud jarayoni bilan bog'liq bo'lsa, LR - prokuratura argumentining ehtimoli va ularning dastlabki taxminlarini hisobga olgan holda himoyachining argumenti ehtimoli. Ushbu stsenariyda prokuratura ehtimoli ko'pincha 1 ga teng bo'ladi, chunki prokuratura gumon qilinuvchini o'zlariga tegishli shaxs ekanligiga aniq ishonch hosil qilmaguncha (100%) jinoiy javobgarlikka tortmaydi. Imkoniyatlar koeffitsientlari laboratoriyalarda ko'p sonli ishtirokchilarni ko'rsatadigan ma'lumotlar uchun statistik ma'lumotlarni taqdim etishda va ulardan foydalanishda foydaliligi sababli keng tarqalgan. ehtimoliy genotiplash dasturi ma'lumotlar to'plami berilgan eng ehtimol allel kombinatsiyalarini taxmin qiladi.

Ehtimoliylik koeffitsientlaridan foydalanishning kamchiliklari shundaki, ularni analitiklar qanday qilib ma'lum bir qiymatga etib kelishganini va matematikaning juda murakkablashishini tushunish juda qiyin, chunki tenglamalarga ko'proq ma'lumotlar kiritiladi. Sud zalida ushbu muammolarga qarshi kurashish uchun ba'zi laboratoriyalar "og'zaki o'lchov" ni o'rnatdilar, ular ehtimollik koeffitsientining haqiqiy son qiymatini almashtiradi.

Adabiyotlar

  1. ^ McKie, Robin (2009 yil 23-may). "DNK barmoq izlarini topishga olib kelgan" Evrika "lahzasi". Guardian. Olingan 29 oktyabr, 2017.
  2. ^ a b "RFLP tahlili orqali DNKning terilishi". Milliy sud ekspertizasi texnologiyalari markazi. 2005 yil. Arxivlandi asl nusxasidan 2015 yil 3 yanvarda. Olingan 10-noyabr, 2017.
  3. ^ a b Griffits, Entoni JF.; Levontin, Richard S.; Gelbart, Uilyam M.; Miller, Jeffri H. Zamonaviy genetik tahlil: genlar va genomlarni birlashtirish (Ikkinchi nashr). W. H. Freeman va kompaniyasi. p. 274. Olingan 10-noyabr, 2017.
  4. ^ Fisher, Barri A. J. (2005). Jinoyatchilik sahnasini tergov qilish texnikasi (Ettinchi nashr). CRC Press. p. 240. Olingan 11-noyabr, 2017.
  5. ^ Rudin, Norax; Inman, Kit (2002). Sud tibbiyotining DNK tahliliga kirish (Ikkinchi nashr). CRC Press. p.41. Olingan 11-noyabr, 2017.
  6. ^ a b Jeyms, Styuart X.; Nordbi, Jon J., nashr. (2005). Sud ekspertizasi: ilmiy va tergov usullariga kirish (Ikkinchi nashr). Teylor va Frensis. p. 286. Olingan 10-noyabr, 2017.
  7. ^ "Kamchiliklari". Milliy sud ekspertizasi texnologiyalari markazi. 2005 yil. Arxivlandi asl nusxasidan 2015 yil 2 yanvarda. Olingan 10-noyabr, 2017.
  8. ^ a b v d Tilstone, Uilyam J.; Savaj, Ketlin A .; Klark, Ley A. (2006). Sud ekspertizasi: Tarix, metod va metodikalar ensiklopediyasi. ABC CLIO. p. 49. Olingan 30 oktyabr, 2017.
  9. ^ Riley, Donald E. (2005 yil 6-aprel). "DNK sinovi: olim bo'lmaganlar uchun kirish - rasmli tushuntirish". Olingan 29 oktyabr, 2017.
  10. ^ Makklintok, J. Tomas (2008). Sud-tibbiy DNK tahlili: Laboratoriya qo'llanmasi. CRC Press. p. 64. Olingan 29 oktyabr, 2017.
  11. ^ Bleyk, E; Mixalovich, J; Xiquchi, R; Uolsh, PS; Erlich, H (1992 yil may). "Polimeraza zanjiri reaktsiyasi (PCR) amplifikatsiyasi va inson leykotsitlari antigeni (HLA) -DQ alfa oligonukleotidni biologik dalillar namunalariga yozish: ish tajribasi". Sud ekspertizasi jurnali. 37 (3): 700–726. PMID  1629670.
  12. ^ a b "DQ-Alpha". Milliy sud ekspertizasi texnologiyalari markazi. 2005 yil. Arxivlandi asl nusxasidan 2014 yil 10 noyabrda. Olingan 30 oktyabr, 2017.
  13. ^ Bar, V .; Fiori, A .; Rossi, U., nashr. (1993 yil oktyabr). Sud-gemogenetika sohasidagi yutuqlar. Xalqaro sud-gemogenetika jamiyati 15-kongressi. p. 255. Olingan 10-noyabr, 2017.
  14. ^ "AmpFLP". Milliy sud ekspertizasi texnologiyalari markazi. 2005 yil. Arxivlandi asl nusxasidan 2014 yil 21 noyabrda. Olingan 5-noyabr, 2017.
  15. ^ "DNKning barmoq izlarini olish usullari". Fingerprinting.com. Olingan 5-noyabr, 2017.