PCR في تحليل الحمض النووي

قامت أقسام الشرطة والمدعون العامون ومختبرات الجريمة حول العالم باستغلال قوة تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) للمساعدة في التحقيق في مسرح الجريمة.يساعد تفاعل البوليميراز المتسلسل في بناء ملفات تعريف الحمض النووي، والتي تعمل بمثابة 'رمز شريطي' فريد لكل فرد، مما يجعل هذا أحد الأمثلة الرائعة التي تندمج فيها البيولوجيا والتكنولوجيا لحل المشكلات الاجتماعية.

كيف نحن مختلفون؟

عند الانتهاء من مشروع الجينوم البشري، تم تحديد أن الجينوم يتكون من حوالي 3 ملايين قاعدة.ومن بين هؤلاء، هناك ما يقرب من 99.5% متطابقون بين جميع البشر، مما يعني أننا لسنا مختلفين كثيرًا على كل حال.

تم الكشف عن أن الاختلاف الذي نلاحظه والذي يجعل كل واحد منا يبدو فريدًا يرجع بشكل أساسي إلى الاختلافات في عدد التسلسلات المتكررة لمناطق معينة من الجينوم.ومن بين هذه المناطق، تم تحديد التكرار الترادفي القصير (STR) وهو التكرار الأكثر استخدامًا (باستخدام 13 موقعًا أو منطقة) في التطبيق اليوم.

تحليل الحمض النووي من خلال STR

يتكون STR من 3-4 قواعد نيوكليوتيدات متكررة موجودة في مواقع مختلفة في الجينوم البشري.يرث كل فرد نسختين، أو أليلات من والديه، وبالتالي، يمكن بناء ملف تعريف STR.

بالنسبة لمجموعات سكانية مختلفة، تم استخدام العديد من المواقع كمعيار في تحديد هوية الأفراد.لمطابقة ملفات تعريف STR، يجب أن تكون أرقام التكرار لكل أليل هي نفسها.على سبيل المثال، في موضع D3S1358 (انظر الشكل 1)، إذا كانت العينة التي تم الحصول عليها تحتوي على ملف تعريف STR في هذا الموضع 7,5، فسيتم استبعاد المشتبه به B بالفعل لمطابقة العينة التي تم الحصول عليها.إذا تطابقت ملفات تعريف الأليل، فسيتم حساب الاحتمالية اعتمادًا على تكرار الأليل للموقع المحدد.وهذا يعني أن المشتبه به لا يكون المصدر المحدد للعينة تلقائيًا عندما تتطابق ملفات تعريف STR.

كما تم إنشاء قواعد بيانات للمساعدة في عملية التحقيق مثل نظام مؤشر الحمض النووي المشترك (CODIS)، الذي يحتفظ به مكتب التحقيقات الفيدرالي الأمريكي.

PCR في سير عمل ملف تعريف STR

1. تبدأ التحقيقات بجمع المواد البيولوجية مثل الأسنان والشعر والعظام والسوائل من مسرح الجريمة.
2. يتم بعد ذلك نقل العينات إلى مختبر الطب الشرعي لمزيد من المعالجة حيث يتم استخراج الحمض النووي من العينات (حوالي 1 نانوغرام من العينة يكفي لتفاعل البوليميراز المتسلسل).

3. يتم استهداف مواقع STR المحددة وتضخيمها من خلال PCR.يتم تحليل أجزاء PCR بشكل أكبر من خلال التسلسل أو الرحلان الكهربائي.

4. يتم بعد ذلك إنشاء ملفات تعريف STR والتحقق منها، إذا كانت متوفرة، باستخدام الملفات الشخصية أو قواعد البيانات المشبوهة.
يتطلب تحديد مواصفات STR دورات حرارية قوية للمساعدة في عملية التحقيق.هناك حاجة إلى نتائج موثوقة من التجارب المعملية الرطبة لمساعدة أقسام الشرطة والمدعين العامين في تقاريرهم.تقدم Esco Lifesciences دورات حرارية ذات معدلات تسخين وتبريد ممتازة، ودرجة حرارة دقيقة وموحدة لضمان ملفات تعريف STR موثوقة.