تعیین هویت با استفاده از ماده ژنتیک -6

انواع گوناگونی‌های ژنتیکی که در ژنتیک قانونی استفاده می شود

چند خصوصیت و ویژگی در ژن‌ها و کروموزم‌ها است که متخصصان ژنتیک قانونی می‌توانند با استفاده از آن‌ها DNA دو فرد را از هم متمایز کنند. این گوناگونی‌های ژنتیک شامل تکراری‌های متوالی کوتاه (STR)، کروموزوم Y و DNA میتوکندریایی است.

تکرارهای متوالی کوتاه (STRs)

یک تکرار متوالی کوتاه یا STR محلی در DNA است که حاوی قطعات کوتاهی از DNA (ردیف‌های ۴ تا ۱۰ نوکلئوتیدی که معمولاً STR‌های حاوی توالی‌های ۴ نوکلئوتیدی برای امور قانونی استفاده می‌شوند) است که پشت سر هم تکرار شده‌اند. تعداد این تکرارها در افراد مختلف متفاوت است. این توالی‌های تکراری ژن نیستند و باعث تولید پروتئین نمی‌شوند بنابراین موضوع غالب یا مغلوب بودن در این‌ها مطرح نیست. در یک فرد هر دو آلل‌ مادری و پدری یک جایگاه STR همتا وجود دارند. اگر آلل‌های مادری و پدری یک STR خاص متفاوت باشند، شخص از نظر آن STR هترولوگ و اگر یکسان باشند شخص همولوگ است. تفاوت‌ قابل تعیین در آلل‌های یک STR به خاطر تفاوت‌ اندازه آلل‌ها است که ناشی از تفاوت در تعداد تکرار‌های چها نوکلئوتیدی می‌باشد. STRهایی که در ژنتیک قانونی مورد بررسی قرار می‌گیرند آن‌هایی هستند که تنوع و اختلاف در آن ها بسیار بالاست. STRهایی که برای تعیین هویت DNA به کار می‌روند همه دارای تفرق وجدا شدگی غیروابسته به هم در هنگام میوز هستند؛ زیرا یا در کروموزوم‌های مختلفی هستند، و یا در مکان‌های بسیار دور در روی یک کروموزوم قرار دارند (که در اثر پدیده کراسینگ اور از هم جدا می‌شوند). بنابراین احتمال آن که شخصی دارای یک مجموعه آلل STR ویژه باشد برابر است با حاصل ضرب احتمال وجود هر یک از آلل ها به تنهایی. در نتیجه هنگامی که چندین آلل STR مختلف مورد بررسی و مقایسه قرار گیرند، توانایی بسیار زیادی در شناسایی و تمایز افراد از یکدیگر به دست می‌دهد(به فصل ۸، مبحث قانون حاصل ضرب مراجعه کنید)

وراثت کروموزم Y: توارث پدری

همانطور که قبلاً گفته شد کروموزم‌های جنسی به شکل متفاوتی در افراد مذکر و مؤنث وجود دارند. افراد مذکر دارای یک کروموزوم X و یک کروموزم Y و افراد مؤنث دارای دو کروموزم X هستند. کروموزم‌های X و Y هم از جهت ساختمان فیزیکی و هم از جهت بسیاری از ژن‌هایی که روی آنها هستند با هم فرق می‌کنند.

ژن وابسته به جنس[1] ژنی است که روی کروموزومX یاY باشد. بر خلاف کروموزوم‌های غیرجنسی همتا که ژن‌های مربوط به صفات یکسانی را در خود دارند تنها بخش کوچکی از کروموزوم‌های جنسیX وY حاوی ژن‌های یکسان هستند. اگر یک ژن وابسته به جنس فقط روی کروموزوم X باشد افراد مؤنث که دارای دو کروموزوم X هستند دو نسخه از آن ژن را دارند اما افراد مذکر که تنها یک X دارند فقط یک نسخه از آن ژن را دارند. ژن‌هایی که وابسته به کروموزم Y هستند فقط یک کپی از آن در افراد مذکر هست اما افراد مؤنث هیچ نسخه‌ای از آن ندارند.

امروزه از ژن‌های وابسته به کروموزوم Y در ژنتیک قانونی استفاده می‌شود. از آنجائی که کروزموم Y تنها از پدر به سر منتقل می‌شود، بررسی STR یا سایر نشان‌گرهای ژنتیکی روی کروموزوم Y برای تعیین خویشاوندی بین افراد مذکر یک خانواده مفید است. و چون افراد مؤنث فاقد کروموزم Y و در نتیجه جایگاه‌های ژنی روی آن هستند، در آنها قابل استفاده نیست. بنابراین استفاده از بررسی و تحلیل STRهای کروموزم Y در مواردی از تجاوز جنسی که DNA فرد مجرم با DNA زن مورد تعرض، مخلوط شده باشد می‌تواند بسیار مفید باشد زیرا در این موارد در آزمایش STRهای استاندارد، DNA مربوط به مرد ممکن است پوشیده بماند.

همان‌طور که قبلاً گفته شد نشان‌گرهای انتخاب شده برای تعیین چهره و الگوی STRهای مورد استفاده در ژنتیک قانونی دیپلوئید هستند و به طور غیروابسته به یکدیگر از یک نسل به نسل بعد منتقل می‌شوند. بدین جهت وقتی که بیش از یک STR مورد بررسی قرار گیرند طبق قانون احتمالات، یک فرد می‌تواند ترکیبات متنوعی از STRها را از والدینش به ارث برده باشد. ژن‌های مورد استفاده در بررسی STRهای کروموزوم Y به صورت خوشه‌ای روی این کروموزوم قرار گرفته‌اند و در کروموزوم مادری یعنی کروموزوم X هیچ مکمل و معادلی برای آن‌ها نیست. بنابراین این خوشه‌های ژنی هاپلوئید[2]یا فرد هستند و فقط از پدر به پسر، ارث می‌رسد. این بدین معنی است که این STRها طبق قانون کلی توارث به ارث نمی‌رسند وبدین جهت قدرت STR های استاندارد را در تعیین و شناسایی افراد ندارد.

DNAهای میتوکندریایی (mtDNA): وراثت مادری

همانطور که در فصل ۲ گفته شد همه DNA یک سلول در هستة آن قرار ندارد. میتوکندری‌ها که اندامک‌های داخل سیتوپلاسمی هستند در تولید انرژی سلولی دخالت دارند. اگرچه میتوکندری‌ها حاوی ژنوم مخصوص خودشان هستند اما ژن‌های میتوکندریایی به طریق متفاوت از ژن‌های هسته‌ای به ارث می‌رسند زیرا میتوکندری‌های موجود در تخم لقاح یافته تنها حاوی میتوکندری‌های ااسیت مادر است. (اسپرم فقط DNA هسته‌ای را به ااسیت‌ وارد می‌کند.) بنابراین تمام فرزندان چه سر و چه دختر دارای DNA میتوکندریایی مشابه با مادرشان هستند. بنابراین mtDNA بدون تغییر و فقط از طریق مادران از یک نسل به نسل بعد منتقل می‌شود. در تکثیر میتوکندری‌ها و mtDNA میوز نقشی ندارد بنابراین جدا شدن آلل‌ها در mtDNA رخ نمی‌دهد. از آنجائیکه وقوع نوترکیبی در هنگام همانندی سازی در mtDNA هیچ یا بسیار کم است همه ژن‌ها به صورت واحد و بسته منفرد به توارث می‌رسند. و چون تنها DNA مادری در میتوکندری‌ها وجود دارد پس ژن‌های روی mtDNA به صورت هاپلوئید (تک) هستند. به علاوه mtDNAحاوی هیچ گونه STR نیست و فقط برای تعیین ردیف‌های نوکلئوتیدی آن مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد. (ژنوم میتوکندریایی در فصل ۲ و ۶ بحث شده است).

همانند بررسی Y-STR با بررسی mtDNA نیز به اندازه STRهای معمولی (روی کروموزوم‌های اتوزوم)، در شناسایی افراد قطعی و تعیین کننده نیست. از mtDNA هنگامی استفاده می‌شود که استفاده از سایر روش‌های بررسی ممکن نباشد.

نمونه‌های بیولوژیک قدیمی که حاوی مواد سلولی (دارای هسته) نباشد (مانند مو ـ استخوان ـ دندان) را نمی‌توان از نظر STRها مورد بررسی قرار داد. اما می‌توان از نظر mtDNA تجزیه و تحلیل شوند. بنابراین بررسی mtDNA برای تحقیقات در پرونده‌های قدیمی‌تر راز آنها سال‌ها ناگشوده مانده است بسیار ارزشمند است. همچنین بررسی mtDNA می‌تواند در تحقیقات مربوط به افراد مفقودالاثر به کار رود. به هنگامی که بقایای جسد مجهول‌الهویه‌ای یافت می‌شود می‌توان الگوی mtDNA این جسد را با mtDNA خویشاوندان مادری فرد مفقودالاثر مقایسه کرد و به متعلق بودن یا نبودن جسد به فرد مورد نظر پی برد. 


[1] . Sexlinked gene.

[2] . Haploid.

/ 0 نظر / 75 بازدید