1

Seminarska naloga pri informatiki

Avtor: Ana HedlMentor oblike: Mirko PešecMentor vsebine: Vesna HojnikRazred: 1.b

Maj 2011 II. gimnazija Maribor

UPORABA GENETIKE V FORENZIČNI MEDICINI

2

KAZALOKaj je prstni odtis DNK?Kaj je forenzika.Postopek in analiza.Alec J. JeffreysUporaba.Sporna vprašanja.

Slika 1 (vir: The Guiri Dispatches, 2011)

Slika 2 (vir: Osnovna šola Notranjski odred Cerknica, 2011)Slika 3 (vir:sohu.com, 2011)

3

UVODDrobcena molekula DNK je postala eno

najmočnejših orodij v boju proti zločinu.»prstni odtis« DNK je postal odločilen pri

obsodbi ali oprostitvi osumljenca, pri identificiranju žrtev kaznivih dejanj, prometnih ali naravnih nesreč ter pri ugotavljanju sorodstvenih razmerij med ljudmi.

Metoda prstnih odtisov DNK je bila odkrita leta 1984 (Alec J. Jeffreys).

Prvič uporabljena v primeru umora leta 1988 v Enderlyu.

4

Kaj je prstni odtis DNK?(ang. DNA profiling/testing/typing, ali genetic fingerprinting)• Uporablja se v forenzični znanosti.• Tehnika za:o identificiranje posameznikov,o ugotavljanje sorodstvenih vezi

med njimi na podlagi zaporedja njihove DNK.

5

Kaj je forenzika?Skupno ime za znanje iz različnih strok, ki

pomaga pri reševanju kaznivih dejanj.Forenzičen lat. forum (prostor za

razpravljanje). Forenzika lat. forensis (pred publiko).Pri Rimljanih: sojenje je potekalo pred

skupino ljudi oz. publiko na glavnem trgu oz. forumu.

6

Postopek in analizaUporabijo se DNK iz lasi, krvi, kože …Pri tem so primerjane različne ponovitve baz

odvečne DNK. Metoda je običajno zelo zanesljiva za

identifikacijo ujemajoče se DNK. Identifikacija je otežena, če je vzorec ali

prizorišče zločina kontaminirano.

7

Forenzični genetski identifikacijski testi temeljijo na preiskovanju nekodogenih področij DNK.

Pridobljeni podatki nam povedo:o nič o o videzu posameznika, o identiteto ali sorodstvene povezanosti

z drugimi posamezniki.

8

POSTOPEK1) odvzem biološkega vzorca,2) izolacija DNK iz biološkega vzorca,3) pomnoževanje specifičnih odsekov

DNK v napravi PCR,4) ločevanje pomnoženih produktov PCR s

kapilarno elektroforezo v avtomatskem genetskem analizatorju,

5) pregled elektroferogramovposameznega vzorca,

6) določitev profila STR na dveh lokusih STR.

9Slika 4 (profil DNK, vir: science photo library, 2011)

10

1) odvzem biološkega vzorcaJemanje vzorcev DNA za analizo lahko

izvira iz:o Posameznika neposredno (iz vzorca

ustne sluznice ali telesnih tekočin). o Ostankov, največkrat kosti. o Njihovih osebnih predmetov (zobne

krtačke, britvice, krtače za lase ...).o Shranjenega vzorca tkiv ali telesnih

tekočin (npr. v bolnici – kri). o Krvnega sorodnika.

11

2) izolacija DNK iz vzorcaDNK lahko izoliramo iz npr. iz krvi, sperme,

lasu dlake, sline, urina ali bruhanja, tkiva, kosti, zob.

Metode izolacije DNK se ločijo glede na vrsto biološke sledi, podlage in ohranjenosti.

Prvi korak je razbijanje celične membrane. Velikokrat treba je potrebno DNK očistiti

primesi. Izolacija DNK se po navadi zaključi s

koncentriranjem DNK.

12

ANALIZA

Postopki za pridobivanje fragmentov DNA so se od posodobili,

z njimi testirajo več različnih tipov DNA.

13

METODA VERIŽNE REAKCIJE S POLIMERAZO (PCR)

Metoda verižne reakcije s polimerazo ali metoda PCR je oblika in vitro pomnoževanja specifičnih odsekov DNK.

Leta 1983 jo je odkril Karl Mullis. Metoda je poenostavila izvajanje forenzičnih

genetskih preiskav: v zelo kratkem času (treh urah) ogromno število kopij točno določenega področja DNK.

Metoda temelji na prileganju in podaljševanju dveh začetnih oligonukleotidov.

Za detekcijo pomnoženih odsekov DNK danes uporabljamo fluorescentna barvila.

Slabost: skupaj s tarčno DNK lahko pomnožimo tudi drugo DNK (ki je kontaminirala vzorec).

14

RFLPPolimorfizem dolžin restrikcijskih fragmentov

(ang. restriction fragment length polymorphism).Minisatelitske regije DNA, kratki in zelo variabilni

odseki človekovega genoma.Velikost fragmentov je odvisna od

zaporedja baznih parov restrikcijski encim reže DNK le ob točno določenem zaporedju.

Kombinacija nastalih fragmentov različnih dolžin je ob uporabi zadostnega števila različnih restrikcijskih encimov unikatna za vsakega posameznika.

Slabost: metoda zahteva veliko število DNK, z njo ni mogoče ugotavljati sorodstvenih vezi.

15

STRVerižna reakcija s polimerazo (PCR).Olajša analizo zelo majhnih in degradiranih vzorcev

DNA. določeno zaporedje DNA se z uporabo

encima DNA-polimeraze pomnoži. Regije DNA s spremenljivim številom tandemskih

ponovitev (VNTR) oz. kratke tandemske ponovitve (ang. short tandem repeats, STR) so kratka zaporedja baznih parov, ki se večkrat ponovijo

število ponovitev pa se lahko razlikuje od posameznika do posameznika.

Ob kombinaciji dovolj velikega števila lokusov je moč dokaza večja; verjetnost, da bosta imela dva človeka isto kombinacijo pa zanemarljiva.

16

Y-kromosomiOmogoča razločevanje moške in

ženske DNA iz pomešanih vzorcev. Y-kromosomi se dedujejo le od očeta

na njegove moške potomce metoda je uporabna pri

identifikaciji sorodnikov po moški liniji.

17

Mitohondrijska DNKUporaba: o majhni ali degradirani vzorca, o ko ni več mogoče pomnožiti vseh

standardnih lokusov STR tero za ugotavljanje sorodnosti po ženski liniji ker se deduje le po materini liniji.

18

KAPILARNA ELEKTROFOREZARazvoj je doživela analitska in programska

oprema. Danes ločevanje produktov PCR poteka na

osnovi kapilarne elektroforeze. Značilna je visoka ločljivost in občutljivost. Je avtomatiziran postopek vloga

forenzičnega strokovnjaka je nadzorovanje poteka in preverjanje rezultatov.

Temelji na principu elektrokinetike. Poteka v kapilari, medij je tekoč polimer. Z vzpostavitvijo električnega polja se

negativno nabiti produkti PCR injicirajo v kapilaro.

19

Računalniški program pretvori podatke iz analognega signala v digitalno obliko.

Rezultati analiz so podani v obliki elektroferograma (velikost alelov in njihovo relativno koncentracijo).

20

IDENTIFIKACIJA IN MOČ DOKAZA Primerjava profilov STR. Profila STR se razlikujeta v enem ali več alelih

biološka sled ne pripada osumljencu. Profila STR sta enaka ista oseba. Do ujemanja lahko pride po naključju izračunajo pogostnost pojavljanja profila v

populaciji. Pogostnost profila STR je obratno sorazmerna z

močjo dokaza. Večje št. preiskovanih lokusov STR večja

redkost profila STR v populaciji manjša možnost naključnega ujemanja.

To ne velja pri analizi Y-STR in mtDNK (vsi sorodniki po očetovi oz. materini liniji imajo enak haplotip).

21

HRANJENJE PODATKOV V državah, kjer se zbirajo prstni odtisi DNA, se

vzpostavijo nacionalne baze DNA. Prvo nacionalno bazo DNA so vzpostavili v

Združenem kraljestvu. CODIS (Combined DNA Index System) v ZDA je

danes največja tovrstna baza podatkov, saj so v bazi podatkov vzorci 4,5 milijonov posameznikov.

V Sloveniji takšna baza obstaja od leta 1998 na Centru za kriminalistično tehnične preiskave v okviru MNZ.

2007 - v veljavo stopi Prümska pogodba, ki omogoča izmenjavo podatkov med nekaterimi evropskimi državami.

22

Alec J. JeffreysRojen leta1950 v Londonu. Je britanski genetik.Odkril je prstni odtis DNK.Je profesor genetike na univerzi

v Leicestru. Naziv Sir mu je leta 1994

podarila britanska kraljica Elezabeta II. zaradi zaslug v znanosti in tehnologiji.

23

UPORABAIdentifikacijo žrtev naravnih

nesreč, žrtev terorističnih dejanj ali posledic vojnega nasilja,razrešitev kaznivih dejanj, oprostitev nedolžnih, odgovor na različna zgodovinska

vprašanja.

24

PRIMERVerjetno najbolj znan primer:o temnopolti James Bain je bil pred

35 leti obsojen na dosmrtno kazen zaradi posilstva dečka,

o pri 54 letih je postal spet svoboden.

o Njegovo nedolžnost so dokazali z analizo DNK.

25

SPORANA VPRAŠANJAUporaba identifikacijske

tehnologije predstavlja grožnje, ki se nanašajo na zasebnost posameznika in osebno svobodo le tega.

26

ZAKLJUČEK / MOJE MNENJEMenim, da ta tehnologija prinašao več prednosti: identifikacija zločinca, sorodnih povezav, žrtev nesreč … kot pao slabosti oz. nevarnosti: kraja zasebnih podatkov …

27

Viri in literaturaElektronski viri:• DNK• DNA• DNA profiling• Prstni odtisi DNK• Spletna stran DNAKnjige, leksikoni in revije:DNK: skrivnost življenja (James D. Watson,

Andrew Berry. Ljubljana: Modrijan, 2007)GENIalna prihodnost – Genetika, determinizem

in svoboda. Zavod RS za šolstvo. Ljubljana: 2007. Str. 152-174.

28

SlikeSlika 1Slika 2Slika 3Slika 4V ozadju

29

PovezaveNa videoNa album s fotografijami