انگشت نگاری dna

انگشت نگاری DNA تاریخچه
یکی از منابع اصلی دیدگاههای مولکولی در داخل آرشیو اطلاعاتی سلول ، یا خود DNA ، قرار دارد. هر چند مشکل اساسی ، اندازه کروموزوم است: چطور می‌توان یک ژن خاص را در میان ۱۰۰۰۰۰ ژن موجود در بیلیون‌ها جفت باز یک ژنوم انسانی یافت , مورد مطالعه قرار داد؟ راه حلها از دهه ۱۹۷۰ شروع به نمایان شدن کردند. پیشرفتهای حاصل از دهها سال کار هزاران دانشمند در زمینه‌های ژنتیک ، بیوشیمی ، بیولوژی و شیمی فیزیک ، در آزمایشگاههای « پل برگ » « هربرت بویر » و « استنلی کوهن » گرد هم آمدند تا فن آوریهایی برای تعیین موقعیت ، جداسازی ، آماده سازی و مطالعه قطعات DNA مشتق از کروموزومهای بزرگتر را ایجاد نمایند.
دید کلی
یکی از صحیح‌ترین روشها برای اثبات حضور یک فرد در صحنه جنایت ، انگشت نگاری بوده است. انگشت نگاری DNA بر اساس وجود چند شکلی‌های توالی (Sequence polymorphisms) است. این چند شکلی‌ها ، حاصل تفاوتهای کوچک (معمولا تغییرات تک جفت بازی) در توالی هستند که بطور متوسط از فردی به فرد دیگر در هر ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ جفت باز رخ می‌دهد. هر تفاوتی از توالی ژنومی مشترک انسان در کسری از جمعیت انسانی رخ می‌دهد، هر فرد تعدادی از آنها را دارد.
بعد از این تغییرات توالی بر روی جایگاههای شناسایی آنزیم‌های محدود کننده تاثیر گذاشته و منجر به تنوع اندازه قطعات DNA حاصل از هضم توسط یک آنزیم محدود کننده خاص در بین افراد متفاوت می‌گردد. از این رو به این تغییرات ، « چند شکلی‌های طول قطعه محدود کننده » ، restriction fragment length polymorphisms ، یا (RFLPs) گویند.
جستجوی RFLPs با استفاده از روش ساترن بلوتینگ
جستجوی RFLPs با استفاده از یک روش هیبریداسیون خاص به نام « ساترن بلوتینگ » (Southern blothing) به انجام می‌رسد. ابتدا قطعات DNA حاصل از هضم DNA توسط آنزیم‌های محدود کننده بر اساس اندازه ، با روش الکتروفورز بر روی ژل آگارز جدا می‌گردند. این قطعات DNA با خیساندن ژل در قلیا ، دناتوره شده و سپس بر روی یک غشا نایلونی لکه گذاری می‌شوند و بدین ترتیب نحوه توزیع قطعات بر روی غشا نایلونی مشابه انتشار این قطعات بر روی ژل خواهد بود.
آنگاه این غشا در یک محلول حاوی پروب DNA نشان‌دار با رادیواکتیو غوطه‌ور می‌گردد. وقتی یک ژنوم انسانی توسط یک آندونوکلئاز محدود کننده هضم می‌شود، پروب مربوط به توالی که چندین بار در ژنوم انسانی تکرار شده است، عموما چندین قطعه DNA را شناسایی می‌کند. قطعاتی که پروب به آنها هیبرید می‌گردد، با روش اتورادیوگرافی معین می‌شوند.
مشخصات پروب
توالی های DNA ژنومی مورد استفاده در این آزمونها ، عموما نواحی حاوی DNA تکراری (توالی‌های کوتاه که هزاران بار پشت سر هم ، تکرار شده‌اند) هستند که در ژنوم یوکاریوت‌های عالی معمول هستند. تعداد واحدهای تکراری موجود در چنین DNA ای (به استثنای دو قلوهای یکسان) ، در بین افراد مختلف ، متفاوت است. در صورت انتخاب یک پروب مناسب ، الگوی باندهای حاصل از چنین آزمایشی برای هر فرد ، اختصاصی خواهد بود.
با بکار گیری پروبهای متعدد ، آنقدر این آزمون انتخابی خواهد شد که می‌تواند یک فرد را در کل جمعیت انسانی شناسایی نماید. با این وجود ، روش ساترن بلوتینگ نیاز به نمونه‌های DNA نسبتا تازه و مقادیر DNA بیش از میزانی دارد که عموما در صحنه وقوع جرم ، وجود دارد. با استفاده از PCR که امکان ازدیاد مقادیر کم DNA را فراهم می‌سازد، حساسیت آزمون RFLP افزایش می‌یابد.
کاربرد روش
هم اکنون این روشها برای اثبات قطعی وقوع جرم در سرتاسر دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرند. از نتایج روشها برای محکوم و تبرئه نمودن افراد مظنون با اطمینان فوق‌العاده بالا استفاده می‌شود. با رسیدن به استانداردها و بکارگیری گسترده روشهای رسمی در آزمایشگاههای پزشکی قانونی ، استفاده از این روشها در دادگاهها ، افزایش بیشتری پیدا خواهد کرد. حتی می‌توان به رازهای قتلی اشاره نمود که دهها سال از وقوع آنها می‌گذرد. در سال ۱۹۹۶ انگشت نگاری DNA ، به تائید هویت استخوانهای آخرین سزار روس و خانواده او کمک نمود که در سال ۱۹۱۸ به قتل رسیده بودند.
تجزیه DNA انسانی افراد متفاوت ، تعداد زیادی از توالی‌های نوکلئوتیدی متفاوت را نشان می‌دهد که اثرات فنوتیپی آشکاری را ایجاد نمی‌کنند، زیرا جهشها اغلب بین ژنها یا درون انترونها رخ داده‌اند. زمانی که یکی از این نوع تغییرات نهفته یا خاموش در یک جمعیت زیاد باشد، آن را چند شکلی گویند. یک مثال خوب از وجود تغییرات طبیعی با مطالعه نقشه گروه ژنی بتا_گلوبین در جمعیت ایتالیایی فراهم شده است.
اگر یک چند شکلی پیدا شود که کاملا با ژن عامل یک بیماری ژنتیکی پیوسته باشد، آن وقت آن را می‌توان برای تشخیص بالینی بیش از زایمان بکار برد. آنالیز RFLP ، تنها روش قابل دسترسی برای تشخیص پیش از زایمان بیماریهایی است که در آنها محل عارضه در روی کروموزوم شناخته شده، ولی هنوز ژن کنترل کننده آنها تعیین نشده است.