Polymorfismy DNA a jejich využití ve forenzní genetice

Halina Šimková

CO JE TO POLYMORFISMUS?

= existence více variant (alel) téhož místa (lokusu) v DNA

počet alel může být 2, 3…………ale také stovky

lokus pak označujeme jako vysoce polymorfní a daný jev jako mnohotný alelismus

vysoce polymorfní lokus je obecně pro identifikaci osob vhodnější

TYPY POLYMORFISMŮ

alely se mohou lišit

délkou = polymorfismus délkový

sekvencí = polymorfismus sekvenční

- CATAGATATAA-

- CATAGATTAGATATAA-

- CATAGATATAA-

- CATAGATTTAA-

Lidská DNA

Lidská DNANekódující

90%Kódující 10%

• variabilita vysoká

• selekční tlak malý či nulový

• variabilita nižší

• selekční tlak velký

V nekódující DNA najdeme ve větší míře vysoce polymorfní lokusy

V kódující DNA najdeme spíše méně polymorfní lokusy

Nejvýznamnější polymorfismy využívané ve forensní genetice

• geny dle nichž lze určit DRUHOVOU SPECIFITU

• geny dle nichž lze určit FYZICKÉ VLASTNOSTI JEDINCE

• geny dle nichž lze určit POHLAVÍ

• geny určující krevní a tkáňové skupinové vlastnosti

• dlouhé tandemové repetitivní sekvence

• krátké tandemové repetitivní sekvence

• jednonukleotidové polymorfismy

• hypervariabilní oblast mtDNA

Nekódující oblast

Kódující oblast

URČENÍ DRUHOVÉ SPECIFITY• užívá se nejčastěji analýza genu pro cytochrom b v mtDNA

analýza založena na sekvenaci

referenční sekvence známy u mnoha druhů

URČENÍ FYZICKÝCH VLASTNOSTÍ

BARVA OČÍ

BARVA PLETI BARVA VLASŮ

TĚLESNÁ VÝŠKA

… blízká budoucnost přinese masový rozvoj molekulárně genetických metod určování fyzických znaků osob!

STANOVENÍ POHLAVÍ

obvykle pomocí genu pro amelogenin, který se nachází na pohlavních chromozómech X a Y…

URČENÍ KREVNÍCH A TKÁŇOVÝCH SKUPINOVÝCH VLASTNOSTÍ

spíše okrajový význam

lze použít u degradovaného materiálu kde již sérologické stanovení skupin není možné

zejména u stanovení HLA haplotypu (tkáňová specifita osob) je riziko zneužití těchto informací vysoké („nedobrovolný dárce orgánů“)

DLOUHÉ TANDEMOVÉ REPETITIVNÍ SEKVENCE (LTR)

Metoda zobrazení variabilního počtu repetic (VNTR) byla nazvána „polymorfismus délky restrikčních fragmentů“ (RFLP) neboli „DNA fingerprint“

KRÁTKÉ TANDEMOVÉ REPETITIVNÍ SEKVENCE (STR)

jsou to opakování krátkého základního motivu o délce do 10 bp těsně za sebou, „v tandemu“ : TTC-CACG-CACG-CACG-CACG-CACGGTT

počet opakování motivu může být různý – existuje obvykle mnoho alel, někdy i několik desítek = STR lokusy jsou vysoce polymorfní ( mnohotný alelismus)

v lidském jaderném genomu je známo více než 8000 STR

otestováním několika tandemových repetic a pohlaví vzniká tzv. GENETICKÝ PROFIL

D3S1358 15/17

THO1 7/9

D21S11 29/31

D18S51 17/18

Penta E 5/13

D5S818 12/13

D13S317 8/11

D7S820 9/10

D16S539 12/12

CSF1PO 11/12

Penta D 12/13

AME - pohlaví

XY

vWA 17/18

D8S1179 12/14

TPOX 8/9

FGA 19/24

ANALÝZA Y-chromozómu

sledování rodokmenů po

meči

YCAIIDYS385I/II DYS393 DYS392 DYS391DYS390 DYS389II DYS389I DYS19

KRÁTKÉ TANDEMOVÉ REPETITIVNÍ SEKVENCE NA Y-chromozómu (Y-STR)

ANALÝZA mtDNA

sledování rodokmenů po

přeslici

MITOCHONDRIÁLNÍ DNA – HYPERVARIABILNÍ OBLASTI

nekódující oblast D-kličky

analýza založena na sekvenaci

Andersonova referenční sekvence

JEDNONUKLEOTIDOVÉ POLYMORFISMY (SNP)

rozptýleny v celém genomu

analýza založena na stanovení typu nukeotidu v konkrétní pozici

velmi často využívána analýza pomocí biočipů

lokuslokus polymorfismuspolymorfismus použitípoužití míra identifikacemíra identifikace

VNTR délkový (sekv.) identifikace osob individuální

STR délkový (sekv.) identifikace osob individuální

SNP sekvenční identifikace osob individuální

Y-STR délkový (sekv.) paternální linie skupinová

HVR mtDNA sekvenční maternální linie skupinová

amelogenin délkový stanovení pohlaví

HLA / KS délkový + sekv. stanovení KS a HLA skupinová

geny pro fyzické znaky

sekvenční / délkový / regulační

stanovení příslušných fyzických znaků zkoumané

osoby

skupinová

skupinová

PŘEHLED HLAVNÍCH LOKUSŮ UŽÍVANÝCH VE FORENZNÍ GENETICE