?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

ДНК дактилоскопия

dna1

Когда-то разработка метода идентификации людей по отпечаткам пальцев произвела фурор в криминалистике, к сожалению, о нем скоро все узнали, и преступники стали использовать перчатки – всплеск раскрываемости опять пошел на убыль. Но в 80-х годах XX века дактилоскопия перешла на новый уровень, теперь опознать человека можно по ДНК, от следов которой избавиться гораздо сложнее. Конечно, и тут преступники стали умнее и стараются максимально избежать современных «отпечатков», но достаточно волоса или крошечного кусочка кожи, чтобы с высокой точностью выявить преступника.

Все мы знаем, что последовательность ДНК у всех, кроме однояйцевых близнецов, разная и теоретически по ДНК можно точно идентифицировать человека. Но теория теорией, а на практике реализовать это оказалось не так уж и просто. Не стоит путать ДНК дактилоскопию и анализ на отцовство с полным секвенированием генома. При секвенировании генома определяют полную последовательность нуклеотидов, это долгая и дорогостоящая процедура, ее можно, но технически очень сложно использовать для опознания людей и определения степени родства. А с помощью ДНК дактилоскопии получают что-то вроде уникального отпечатка ДНК в виде полосок расположенных на разном расстоянии (современные методы дают результат за 8-10 часов). По частичному совпадению этих полосок можно определить степень родства между людьми, а при их полном совпадении полностью идентифицировать человека.

В основе метода лежит определение тандемных повторов, которые уникальны для каждого человека. Как я уже упоминала в своем недавнем посте про остатки древних вирусов в нашем геноме, наша ДНК содержит огромное количество так называемой «мусорной» ДНК, которая не кодирует никакие гены. Мутации в этих последовательностях, как правило, не попадают под действие естественного отбора и остаются в нашем геноме на протяжении многих поколений, в результате определенных мутаций небольшие участки, состоящие из 2-10 нуклеотидных пар, многократно повторяются в разных участках хромосом. Эти участки получили название коротких тандемных повторов. Количество повторов идущих один за другим в разных частях генома уникально и передаются нам от наших родителей.

Когда этот метод только начали использовать в 80-х годах, он был долгий и трудоемкий. Суть метода заключалась в следующем: из образца выделяли ДНК, поэтом его обрабатывали специальными ферментами-рестриктазами, которые разрезали ДНК в определенных участках. Далее эти фрагменты разной длины надо было разделить, для этого используется метод электрофореза: на гель с одной стороны добавляют образец, и подключают его к электрическому току. Там, куда добавили образец, будет «-», а на противоположном конце – «+». Так как ДНК является кислотой и несет отрицательный заряд, под действием электрического тока молекулы начинают двигаться в геле к «+». Чем больше фрагмент, тем сложнее ему двигаться и он в итоге пройдет меньше расстояние, чем маленький. Вот так можно разделить кусочки ДНК по их размеру, в результате мы на геле получаем большое количество полосок, которые соответствуют фрагментам разного размера. Для дальнейшей работы отпечаток ДНК переводят на нитроцеллюлозную бумагу.

dna2

На следующем этапе мы используем способность ДНК образовывать двойные цепочки, чтобы определить в каких из этих полосок есть наши тандемные повторы. Для этого мы берем последовательность, комплементарную тандемному повтору, помечаем ее радио-меткой и добавляем на нитроцеллюлозную бумагу с отпечатком ДНК. Они соединяются с теми полосками, где есть эти тандемные повторы и «подсвечивают» их. Расположение подсвеченных полосок будет зависеть от количества этих повторов. Вот так мы получаем уникальный отпечаток ДНК человека.

У этого классического метода помимо продолжительности и трудоемкости есть еще один существенный недостаток, который препятствовал широкому использованию в криминалистике – необходимость относительно большого количества ДНК. Т.е. маленького кусочка волоса или крошечной капельки крови просто не хватит для его проведения и тем более повторения. К счастью развивающийся метод ПЦР (полимеразной цепной реакции) значительно усовершенствовал этот метод. С помощью ПЦР можно за короткое время размножить необходимый кусочек ДНК в тысячу раз, теоретически нужен совсем маленький образец, чтобы сделать анализ. Таким образом, на основе ДНК размножают только тандемные повторы и далее просто разделяют их на геле с помощью электрофореза. Сегодня этот анализ проводится за 8-10 часов, против 2-х недель при классическом методе.




Чем больше тандемных повторов будет проанализировано, тем точнее будет результат. В разных странах используются разные наборы для идентификации личности, в среднем анализируется 13-16 таких повторов.

Появление метода ДНК-дактилоскопии перевернуло не только жизни преступников, но и обычных людей. Раньше для установления отцовства определяли группу крови, но по ней в среднем можно исключить только 30%-40% мужского населения, т.е. вопрос зачастую оставался открытым. В криминалистике была аналогичная ситуация: по образцам крови и спермы определяли группу крови, что явно было недостаточно для точной идентификации преступника, в принципе на скамье подсудимых мог оказаться каждый 3ий или 10ый, в зависимости от группы.

Именно так и получилось с самым первым делом, в котором использовался ДНК анализ. В 1986г. в Англии Ричарда Бакланда обвиняли в убийствах двух молодых девушек. У него, как и у убийцы, была II группа крови, и он после длительных допросов даже признался во 2ом убийстве, но категорически отрицал причастность к 1ому. Тогда следователям пришла в голову идея провести ДНК дактилоскопию, которая в то время еще не была стандартным методом криминалистики. Цель была очевидна – доказать виновность Бакланда и в 1ом убийстве тоже. Результаты действительно показали, что девушки стали жертвами одного преступника, вот только он не имел никакого отношения к Ричарду Бакланду. Молодого человека отпустили, хотя без этих анализов, его бы однозначно признали виновным. Опять же благодаря ДНК профилю через год настоящий убийца был пойман.

За уже почти 30 лет использования этого метода с его помощью было раскрыто огромное количество преступлений, в том числе и очень старых, ведь избавиться от всех следов ДНК не так просто, как от отпечатков пальцев. Но ДНК дактилоскопия принесла и печаль следователям, ведь когда он стал широко применим, началось массовое его использование для нераскрытых дел, к сожалению, оказалось что настоящих преступников уже судили и оправдали, а по законам большинства стран судить второй раз по одному преступлению нельзя, даже если нашлись новые доказательства. Вот так следователи понимали и имели даже доказательство того, что преступник на свободе, но сделать с этим ничего не могли…

dna3

Нашумевшее дело футболиста и актера О.Дж.Симпсона, которого обвиняли в убийстве бывшей жены и ее друга, нанесло удар недоверия не только по судебной системе Калифорнии, но и криминалистике. Во время сбора улик были проанализированы многочисленные образцы крови с места убийства и на одежде Симпсона, все они подтверждали его виновность. Но опытным адвокатам удалось дискредитировать все многочисленные доказательства обвинения… . К сожалению, в этом деле огромное количество улик сыграло против обвинения, криминалисты и следователи были настолько уверены в том, что дело уже выиграно, что подошли достаточно халатно к протоколам сбора улик и их лабораторным анализам. Это позволило адвокатам не только усомниться в уликах, но и обвинить следователей в подтасовке дела против Симпсона. Особенно любопытно и даже саркастичесно то, что гражданский суд, который последовал сразу за уголовным, признал футболиста виновным в убийстве и обязал выплатить родственником убитого 33,5 млн. долларов. Не такая уж и большая цена за свободу.

Отдельной истории заслуживает широкое применение ДНК тестов на отцовство… Не буду вдаваться в подробности, но многих удивило, что достаточно большое количество детей были не от своих отцов. Кстати, это помогло разрушить миф о том, что бесплодие, как правило, женская проблема. Конечно, большинство этих семейных драм остались без внимания прессы, ведь личная жизнь принадлежит людям, пока они не являются представителями королевских семей. Вот здесь уже ДНК-дактилоскопия становится достоянием общественности. С ее помощью опознали останки Романовых, а также доказали, что некая Анна Андерсон, выдававшая себя за великую княжну Анастасию Романову, на самом деле таковой не является. Примеров исторической криминалистики сегодня достаточно много, что позволяет пролить свет на некоторые исторические факты.

В случаях, когда нужно установить родство людей, умерших достаточно давно, используют митохондриальную ДНК. При длительном хранении образцов вне специальных условий ядерная ДНК начинает разрушаться, а вот митохондриальная сохраняется лучше. Митохондрии вместе со своей ДНК передаются только по материнской линии, поэтому и родство можно определить только по этой части семьи. Но в случае разоблачения лже-наследников и наоборот доказательства их прав (как правило, уже бывших) этот метод хорошо подходит.

Да, ДНК дактилоскопия совершила настоящую революцию, но не все так просто оказалось с нашим геномом. При раскрытии преступлений выяснилось, что не стоит слепо доверять результатам этого анализа, ведь часть людей являются химерами и несут в себе 2 комплекта генома… Но об этом в следующем посте.

Comments

( 14 comments — Leave a comment )
souldrinker
Nov. 13th, 2014 12:22 pm (UTC)
Однако уже довольно много случаев, когда точно установлено, что один из близнецов совершил преступление, но по косвенным уликам нельзя определить, какой именно. В связи с презумпцией невиновности в таком случае приходится оправдывать обоих. ;-)
sunely_tales
Nov. 13th, 2014 04:57 pm (UTC)
Да, с однояйцевыми близнецами все намного сложнее :-(. Есть разные методики, которые помогают их различить, как правило, это удается, если известно, что один из них болел какой-нибудь редкой болезнью, но все это сложно, и доказательства тоже будут косвенные...
souldrinker
Nov. 14th, 2014 09:20 am (UTC)
Мне кажется, различия возможны только эпигенетические. Ну или соматические мутации в оставленных на месте преступления клетках, если очень повезет (10^-9 на 1 клеточное деление).
sunely_tales
Nov. 14th, 2014 03:46 pm (UTC)
Как вы правильно заметили, по ДНК отличить близнецов невозмножно. Был один зарегистрированный случай, когда у одного из близнецов на первых стадиях развития началась трихосономия, тогда их можно разделить, но это очень-очень-очень редкое явление.
Я писала, что есть методы их различить, если кто-нибудь из них болел редким заболеванием. Эти методы основаны на анализе антител или поиске вирусного генома, если заболевание хроническое (например, ВИЧ).
souldrinker
Nov. 18th, 2014 12:02 pm (UTC)
Ах да, есть же еще эти "милые" ретровирусы. Но ведь и они наверняка поражают не 100% клеток.
sunely_tales
Nov. 18th, 2014 05:11 pm (UTC)
Действительно, не 100%,
А разве, для того, чтобы обнаружить в крови антитела требуется полное заражение организма?
souldrinker
Nov. 19th, 2014 10:01 am (UTC)
Чтобы оставить на месте преступления клетки с ретровирусными вставками в геноме, требуется, чтобы эти вставки там были. Кровь преступника далеко не во всех случаях остается. Кожа, волосы - наиболее часто. (Но в мертвых, самих по себе выпавших волосах ДНК уже обычно разрушена, вот если живые волосы выдраны из головы - тогда да).
sunely_tales
Nov. 19th, 2014 10:57 am (UTC)
Да вы правы, ДНК удается получить чаще, чем кровь.
2born
Nov. 13th, 2014 07:41 pm (UTC)
> Там, куда добавили образец, будет «-», а на противоположном конце – «+». Так как ДНК является кислотой и несет отрицательный заряд, под действием электрического тока молекулы начинают двигаться в геле к «+».

Разъясните, по-моему, молекула любого вещества электронейтральна, будь она хоть кислота, хоть кто. Должно быть, речь идет об ионах в растворе?
sunely_tales
Nov. 13th, 2014 07:47 pm (UTC)
Да, рузмеется, вы правы - речь идет об ионах. ДНК, как и всякая кислота диссоциирует на ионы в растворе (согласно своей константке диссоциации и рН раствора). Так как нас интересует именно ДНК, то она окажется заряженной отрицательно благодаря фосфатным группам.

Мне удалось ответить на ваш вопрос? :)
2born
Nov. 13th, 2014 07:47 pm (UTC)
Да, спасибо! Я так и думал)))
knight_agilulf
Nov. 13th, 2014 08:01 pm (UTC)
Спасибо за пост.
У меня была мысль о книге, в которой бы рассказывалось о практической пользе теории эволюции. Тема ДНК-дактилоскопии, несомненно, занимала бы в ней не последнее место.
sunely_tales
Nov. 13th, 2014 10:11 pm (UTC)
Да, согласна :) у меня тоже появляются мысли написать о современных представлениях, которые часто критикуются, хотя от их плодов никто уже не хочет отказываться.
5509850
Nov. 19th, 2014 10:25 am (UTC)
Сразу скажу, что я полный дилетант в области ДНК, но общие представления имею. И насколько я понял схему, то есть ДНК и есть РНК, первое источник информации, некий аналог DVD с записанной на нём информацией, а РНК является считывателем, так же как луч лазера читает информацию на DVD.

Так вот чем по сути является ДНК-дактилоскопия? Считыванием и обработкой информации из ДНК по аналогии с чтением её РНК или обходной маневр в виде электронного микроскопа с анализом структуры ДНК программным методом, как если бы информацию с DVD попытались восстановить в электронном микроскопе, проанализировав структуру с информацией сильно увеличив масштаб?
( 14 comments — Leave a comment )

Profile

sunely_tales
sunely_tales

Latest Month

April 2016
S M T W T F S
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930

Tags

Powered by LiveJournal.com
Designed by yoksel