Тело человека №29, страница 18

ПАТОЛОГИЯ: Судебная медицина

Методика ДНК-идентификации

Метод ДНК-идентификации основан на амплификации (размножении) специфических повторяющихся последовательностей. Как только достаточное количество исследуемых фрагментов ДНК получено, образец может быть визуализирован для сравнения с контрольным.

Возможность использовать для исследования микроскопические количества образцов (крови, спермы, волос и т.д.) появилась благодаря изобретению метода амплификации повторяющихся последовательностей. Для этого используется так называемая полимеразная цепная реакция (ПЦР). За создание этого метода Керри Мюллису в 1993 году была присуждена Нобелевская премия. Для амплификации используются короткие фрагменты синтетической ДНК, комплементарные концам размножаемых фрагментов нити ДНК (праймеры), и фермент ДНК-полимераза. В каждом цикле репликации количество фрагментов удваивается, таким образом 25 циклов позволят увеличить их содержание в миллион раз.

УНИКАЛЬНАЯ КАРТИНА Амплифицированные фрагменты ДНК разделяются с помощью электрофореза (движения частиц под воздействием электрического поля) в слое геля. Чем крупнее фрагмент, тем меньшее расстояние он пройдет. После этого образец окрашивают специальным красителем. Полученная картина в виде набора полосок будет уникальной для каждого человека.

На схеме справа показано выделение одной повторяющейся последовательности. Однако на практике анализируется совпадение по нескольким фрагментам. Положительное заключение дается, если длина амплифицированных фрагментов ДНК, извлеченных у подозреваемого и полученых из образцов с места преступления, точно совпадает.

Методика амплификации ДНК

1ДНК извлекается из образца с места преступления, например пятен крови.

т

5 Добавляется ДНК-полимераза. Она синтезирует комплементарную цепочку ДНК, начиная с праймеров. Таким образом, созданы две копии цепочки, содержащие повторяющиеся последовательности. Этапы 3-5 повторяются около 30 раз. В результате получается около миллиона копий повторяющейся последовательности.

6 Фрагменты разделяются по размеру путем электрофореза в геле. Длина амплифициро-ванного фрагмента из образца с места преступления и контрольного образца сравниваются.

imprfrnnvr"

^MUiijMUull iMuuiiUUu

UMuiuMULili

^fjMUu

©

Подозреваемый 1

Образец Подозреваемый 2

+

2 Молекула ДНК состоит из двух комплементарных цепочек, которые содержат повторяющиеся последовательности (показаны желтым). Они уникальны для каждого человека и наследуются предсказуемым образом.

ЗПри нагреве смеси до 94°С ДНК денатурирует и цепочки разделяются. Добавляются синтетические праймеры, комплементарные концам амплифици-руемых фрагментов.

4 Смесь охлаждается до 55-66°С. Праймеры присоединяются к концам амплифи-цируемого фрагмента ДНК.

7 Когда исследуемые образцы выделены, может быть установлен их размер. В данном случае установлено совпадение фрагментов, полученных из ДНК подозреваемого под номером 2 и выделенных из образцов с места преступления.

Как проходит исследование ДНК

При ДНК-идентификации ДНК, извлеченная из контрольных образцов, сравнивается с исследуемой. Изучаемые повторяющиеся последовательности амплифицируются с помощью полимеразной цепной реакции и разделяются по размеру путем электрофореза в геле. Полученный образец окрашивается специальным красителем. Если длины всех фрагментов, полученных из ДНК исследуемого и контрольного образца, совпадают, эти образцы с большой вероятностью принадлежат одному и тому же лицу. Совпадение образцов на 50% позволяет сделать вывод о материнстве или отцовстве.

Насколько достоверна ДНК-идентификация

А Лаборантка загружает образцы ДНК для амплификации с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР). Этот метод позволяет получить большое количество копий ДНК из маленького образца.

По теории вероятности два не связанных друг с другом образца все же могут совпасть. Поэтому идентификация будет тем точнее, чем большее количество повторяющихся последовательностей сравнивается. Обычно в одном тесте исследуется 8-10 специфических повторяющихся последовательностей.

На точность идентификации могут влиять и другие факторы. Например, члены некоторых расовых или этнических групп могут иметь одинаковое количество некоторых повторяющихся последовательностей. Этого можно избежать, увеличив число исследуемых повторяющихся последовательностей. Лаборатории должны стараться подтвердить положительное заключение, исследуя другие повторяющиеся последовательности и, при возможности, дополнительные образцы.

К С С р

▲ Исследование большого числа повторяющихся последовательностей увеличивает точность анализа, такого как тест на отцовство.