Varför gjorde uppfinningen av PCR DNA-fingeravtryckningsmöjlig

DNA-fingeravtryck är en teknik som används för att bestämma egenskaperna hos DNA hos en viss individ som kallas DNA-profil. DNA-profilen är unik för en viss individ. Det genereras baserat på de korta tandemrepetitionerna (STRs), typer av upprepande element i satellit-DNA. Eftersom DNA-profilen för en viss individ är unik kan den användas för att identifiera individer. Därför används DNA fingeravtryck i faderskapstestning och kriminaltekniska undersökningar. Vid rättsmedicinsk testning, PCR: s förstärkande kraft spelar en kritisk roll för att återvinna information från mycket små eller nedbrytna prover.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är DNA fingeravtryck
     - Definition, Förfarande, Roll
2. Varför gjorde uppfinningen av PCR DNA-fingeravtryckningsmöjlig
     - Användning av PCR i DNA-fingeravtryck

Nyckelord: DNA-fingeravtryck, DNA-profil, rättsmedicinska undersökningar, faderskapstestning, PCR, korta tandemrepetitioner (STRs)

Vad är DNA fingeravtryck

DNA-fingeravtryck är en teknik som används vid identifiering av individer baserat på deras unika mönster. Denna teknik utvecklades av Sir Alec Jeffreys 1984. Mönstren för de upprepande elementen kallas korta tandemrepetitioner (STRs) utsätts för analysen. STRs tillhör de icke-kodande regionerna av genomet som finns i de centromera områdena. De är en typ av satellit-DNA. Shortsekvenser av nukleotider (2-6 baspar) upprepas ett varierat antal gånger i STRs. Eftersom individer har ett annorlunda antal upprepningar på ett visst område är DNA-profilen unik för en viss individ. Processen med DNA-fingeravtryck visas i Figur 1.

Figur 1: DNA fingeravtryck

DNA fingeravtryckningsmetod

1. Ett DNA-prov isoleras från ett biologiskt prov (blod, saliv, sperma).
2. Fragmenten alstras genom uppslutning av satellit-DNA med restriktionsenzymer.
3. Fragmenten separeras genom gelelektrofores.

Tillämpning av DNA-fingeravtryck

DNA-fingeravtryck används i både faderskapstestning och kriminaltekniska undersökningar.

Faderskapstestning

Eftersom ett barn ärver hälften av kromosomerna från varje förälder, har han en kombination av föräldramönster av STR. Ett faderskapstestdiagram visas i figur 2.

Figur 2: Faderskapstestning

När moderens STR-band subtraheras från barnets DNA-profil, hör de återstående banden till # 1 person. Därför borde han vara barnets biologiska fader.

Forensic Studies

DNA fingeravtryck används också i rättsmedicinska studier för att identifiera misstänkt genom att jämföra DNA-profilerna. Det biologiska provet kan emellertid vara mycket litet eller nedbrutet eftersom det måste samlas in från en brottsplats.

Varför gjorde uppfinningen av PCR DNA-fingeravtryckningsmöjlig

De biologiska proverna som samlats in från en brottsplats kan antingen vara mycket små eller försämrade. Därför kan mängden satellit-DNA inte vara tillräckligt för detektering i en gel. PCR används för att amplifiera STR-regionerna i genomet för att erhålla ett avsevärt antal DNA för restriktionsmältningen. Därför ökar användningen av PCR vid DNA-fingeravtryck den diskriminerande kraften i processen.   

Slutsats

DNA fingeravtryck är processen att bestämma en individs DNA-profil. STRs används för att erhålla bandningsmönstret som är känt som DNA-profil. DNA-profilen är unik per individ och kan därför användas vid identifiering av individer i både faderskapstestning och rättsmedicinska studier. Små eller försämrade prover kan dock ge dålig diskriminering mellan proverna. Därför kan PCR användas för att amplifiera STR-regionerna för att erhålla högintensiva bandningsmönster på en gel.

Referens:

1. Roewer, Lutz. "DNA Fingeravtryck i Forensics: Past, Present, Future." Undersökande genetik, BioMed Central, 2013, Tillgänglig här.

Image Courtesy:

1. "Stages of Gene Fingerprinting" Av Sneptunebear16 - Egent arbete (CC BY-SA 4.0) via Wikimedia Commons
2. "DNA-faderskapstestning" Av Helixitta - Egent arbete baserat på arbete Fil: Test na ojcostwo schemat.svg av Pisum (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons