ANALIZA DNA W KRYMINALISTYCE

Rozwój nauki pozwala na coraz dokładniejszą analizę materiału genetycznego. O ile zastosowanie genetyki w rolnictwie budzi wiele kontrowersji, to postęp rozwoju badań nad DNA i wykorzystanie ich w kryminalistyce jak najbardziej nam odpowiada. Jak przebiega analiza materiału genetycznego pobranego ze szczątków ofiar katastrof? Czy wykopana przypadkowo przez psa, czaszka zaginionego od 10 lat mężczyzny nadal może zawierać materiał do analizy? Zacznijmy od małego wstępu.

Człowiek posiada w każdej komórce swojego ciała materiał genetyczny. Jest on obecny w jądrze komórkowym oraz w mitochondrium. Mitochondrium jest to organellum odpowiedzialne za dostarczenie energii komórce. DNA znajdujące się w jądrze różni się od DNA mitochondrialnego:

• DNA jądrowe ma postać liniowej, dwuniciowej cząsteczki,
• Mitochondrialne DNA jest kolistą, dwuniciową cząsteczką.

Analiza mitochondrialnego DNA jest rutynową metodą stosowaną w badaniach kryminalistycznych przy ustalaniu pokrewieństwa. Kiedy i dlaczego badamy DNA mitochondrialne, zamiast DNA jądrowego?

Przede wszystkim w sytuacji, gdy materiał biologiczny uległ dużemu zniszczeniu. Dodatkowo, niektóre ślady biologiczne tj. włosy, kości czaszki i zęby, posiadają niewielką ilość jądrowego DNA, stąd częściej analizie poddawane jest DNA mitochondrialne.

Ciekawostka: mitochondrium dziedziczone jest tylko po linii matczynej. Dlaczego? Wynika to z faktu, że mitochondria obecne w plemniku, po zapłodnieniu komórki jajowej, degenerują w wyniku niepoznanego dotąd dobrze mechanizmu.

A więc, jak przebiega analiza mitochondrialnego DNA?

Materiały, z których najczęściej izoluje się mtDNA to wspomniane już włosy, kości i zęby. Pozytywne wyniki badań uzyskuje się z fragmentu włosa o długości 1-2 cm, a niektóre laboratoria donoszą, że wystarczy nawet 3mm włosa. Należy jednak dodać, że jest to także uzależnione od średnicy i stanu badanej próbki.

• Pierwszym bardzo ważnym etapem badania jest oczyszczenie próbek. Włosy myje się w detergencie lub etanolu a następnie w wodzie.
• W przypadku kości i zębów, szlifuje się ich powierzchnie i poddaje promieniowaniu UV. Następnie miażdży się je na proszek.

Co dalej? Przeprowadzany jest cały szereg analiz: ekstrakcja DNA całkowitego z komórki, reakcja amplifikacji (powielanie DNA), sekwencjonowanie amplifikowanych regionów, kolejno ich oczyszczanie i rozdział elektroforetyczny na płytowym lub kapilarnym sekwenatorze. Wyniki analizy otrzymujemy w postaci chromatogramu

Interpretacja wyników:

W przypadku gdy sekwencje mtDNA śladu biologicznego z miejsca zbrodni i materiału porównawczego pobranego od podejrzanego całkowicie się pokrywają, interpretujemy je wówczas jako zgodne lub że „nie można wykluczyć ich pochodzenia z tego samego źródła”.

Ciekawostka: Analizę mitochondrialnego DNA po raz pierwszy wykorzystano w 1996 r. w postępowaniu sądowym w sprawie Paula Ware’a oskarżonego o dokonanie gwałtu i morderstwa 4-letniej dziewczynki.

A jak identyfikuje się osoby zaginione lub szczątki ofiar N.N?

Bardzo często zdarzają się sytuacje w których po tragicznym wypadku (katastrofy lądowe, lotnicze, zamachy terrorystyczne z użyciem ładunków wybuchowych) należy ustalać tożsamość ofiary na podstawie jej szczątków. Jak to zrobić?

• Należy pobrać próbkę mitochondrialnego DNA ofiary (z jej szczątków) a następnie porównać ją z potencjalnym krewnym PO LINII MATCZYNEJ, czyli rodzeństwem, mamą, babcią od strony mamy. Dlaczego? Gdyż mitochondria dziedziczone są tylko po mamie.

• Jak to możliwe, że mitochondrialne DNA można wyizolować ze szczątków tragicznie zmarłej osoby? Mitochondrialne DNA ze względu na swoją kolistą budowę, jest bardziej odporne na zniszczenie. Dodatkowo, w jednej komórce znajduje się kilkadziesiąt tysięcy ich kopii

Opracowanie metod analizy mitochondrialnego DNA, dało szansę na rozwikłanie wielu prowadzonych spraw kryminalnych, w tym spraw, które dawniej nie zostały wyjaśnione.

Jednym z przykładów jest zaginięcie w 1979 roku w USA, 61-letniego pacjenta ośrodka opieki medycznej. Mimo intensywnych poszukiwań mężczyzny, nie udało się go odnaleźć. Ponad 10 lat później, w okolicach ośrodka, pies przypadkowo wykopał ludzką czaszkę. Sprawę przekazano FBI. Analiza mitochondrialnego DNA szczątków, wykazała zgodność z materiałem genetycznym brata zaginionego mężczyzny.   

Technologie analizy mtDNA wykorzystano już wielokrotnie m.in. do identyfikacji szczątków ofiar katastrof masowych takich, jak atak terrorystyczny na World Trade Center.

Analizę mtDNA stosuje się także w badaniach antropologicznych i ewolucyjnych. Po raz pierwszy kopalne mtDNA wyizolowano w 1977 r. ze szczątków człowieka neandertalskiego, odkrytych w jaskini Feldhofer w Niemczech.

Tak jak widzisz, genetyka ma zastosowanie w różnych dziedzinach życia. Rolnictwie, archeologii, kryminalistyce czy też medycynie. O tym, jakie zastosowanie mają wektory bakteryjne w medycynie, przeczytasz już w kolejnym wpisie. Zapraszam! 😊  

Bibliografia
– Katarzyna Gawęda-Walerych Ireneusz Sołtyszewski Zastosowanie analizy mitochondrialnego DNA w badaniach kryminalistycznych – perspektywy
– Anderson S., Bankier A., Barrell B., de Bruijn M., Coulson A., Drouin J., Eperon I., Nierlich D., Roe B., Sanger F., Schreier P., Smith A., Staden R., Young I.: Sequence and organization of the human mitochondrial genome, „Nature”
– Bridgeford A.N., Wraxall B.G.D.: Mitochondrial DNA analysis: casework examples and database compilation, California Association of Criminalists 97th Semi-annual Seminar, 2001.