DNA-Fingerprinting: Definition, Techniken und Anwendung von DNA-Fingerprinting

DNA Fingerprinting: Definition, Techniken und Anwendung von DNA Fingerprinting!

Die Technik des Druckens des DNA-Fingers wird zum Vergleich der Nukleotidsequenzen von DNA-Fragmenten aus verschiedenen Quellen verwendet. Die Fragmente werden durch Behandeln der DNA mit verschiedenen Endonukleasen erhalten, Enzymen, die DNA-Stränge an spezifischen Stellen aufbrechen.

Zwei Personen, die keine monozygoten Zwillinge sind, hätten identische DNA-Fingerabdrücke von 1 zu 30 Milliarden. Um die Komplexität des Prozesses aufzulösen, werden kurze, tandemartig wiederholte, hochspezifische "Minisatelliten" - Genomsequenzen verwendet. Ein Wildtyp-M13-Bakteriophage, der diese Unterschiede identifiziert, ist auf zwei Cluster von 15 Basenpaaren im Protein III-Gen des Bakteriophagen beschränkt.

Das Vorhandensein sich wiederholender Basensequenzen, die im menschlichen Genom vorhanden sind, hilft beim DNA-Fingerprinting. Die sich wiederholenden Sequenzen werden Restriktionsfragmentlängenpolymorphismen (RFLPs) genannt. Das Muster der RFLPs ist für jedes Individuum einzigartig und kann daher als molekularer Fingerabdruck verwendet werden. DNA wird aus Blutzellen, Haarfasern, Hautfragmenten oder anderem Gewebe eines Individuums erhalten, um einen DNA-Fingerprint durchzuführen.

Die DNA wird dann aus den Zellen extrahiert und mit Enzymen gespalten. Die resultierenden Fragmente werden durch einen als Elektrophorese bezeichneten Vorgang getrennt. Elektrophorese ist ein Prozess, bei dem elektrische Ladungen DNA-Fragmente nach Größe trennen.

Eine anschließende statistische Auswertung ermöglicht es dem forensischen Pathologen, die aufgetrennten DNA-Fragmente mit DNA-Sonden nachzuweisen. Diese werden verwendet, um einen Fingerabdruck zu erstellen. Um die DNA eines Verdächtigen mit der an einem Tatort zurückgewonnenen DNA zu vergleichen, wird dies normalerweise mit 99% erreicht.

Polymorphismus ist die Grundlage der genetischen Kartierung des menschlichen Genoms sowie des DNA-Fingerprintings in der DNA-Sequenz. Daher ist es wichtig zu verstehen, was DNA-Polymorphismus in einfachen Worten bedeutet. Polymorphismus ist Variation auf genetischer Ebene. Es entsteht aufgrund von Mutationen. Neue Mutationen können bei einem Individuum entweder in den Keimzellen oder in somatischen Zellen auftreten.

Keime sind diejenigen, die Gameten in sexuell reproduzierenden Organismen erzeugen. Wenn eine Keimzellmutation die Fähigkeit des Individuums, Nachkommen zu haben, die die Mutation übertragen können, nicht ernsthaft beeinträchtigt, kann sie sich durch sexuelle Fortpflanzung auf die anderen Mitglieder der Bevölkerung ausbreiten. Allelische Sequenzvariationen wurden traditionell als DNA-Polymorphismus beschrieben, wenn mehr als eine Variante (Allel) an einem Locus in einer menschlichen Population mit einer Häufigkeit von mehr als 0, 01 auftritt.

Die Wahrscheinlichkeit, dass eine solche Variation in einer nicht kodierenden DNA-Sequenz beobachtet wird, wäre höher, da Mutationen in diesen Sequenzen möglicherweise keine unmittelbare Auswirkung auf die Fortpflanzungsfähigkeit einer Person haben. Diese Mutationen sammeln sich von Generation zu Generation an und bilden eine der Grundlagen der Variabilität / des Polymorphismus. Es gibt verschiedene Arten von Polymorphismen.

DNA-Fingerprinting-Technik:

Die wichtigsten Arten von DNA-Fingerprinting-Methoden, die derzeit verwendet werden, sind RFLP, PGR, Amp FLP und STR.

(A) RFLP:

Restriktionsfragmentlängenpolymorphismus (RFLP) analysiert die Länge der Stränge der DNA-Moleküle mit sich wiederholenden Basenpaarmustern. DNA-Moleküle sind lange Stränge, die fest in Chromosomen gewickelt sind und im Kern jeder menschlichen Zelle enthalten sind.

Zu jedem DNA-Strang gehören eine Anzahl von Genen, die die besonderen Merkmale eines Individuums bestimmen. Während etwa 5% der Genzusammensetzungen auf DNA diese Art von genetischer Information enthalten, ist dies bei den anderen 95% nicht der Fall. Von den 95% enthalten diese nicht kodierenden Gene identifizierbare repetitive Sequenzen von Basenpaaren, die als VNTR bekannt sind.

(b) PCR:

PGR (Polymerase-Kettenreaktion) Die PGR-Analyse amplifiziert die DNA-Moleküle unter Verwendung einer kleineren Probe. Die PGR erwies sich als nützlich bei der Ermittlung von DNA-Fingerabdrücken in Strafsachen auf der forensischen Seite. In Vaterschaftstests werden weniger DNA-Mengen benötigt, da identische Kopien der DNA-Probe erstellt werden. Die PGR-Analyse amplifizierte isolierte Regionen auf den DNA-Strängen der untersuchten DNA und war daher nicht so diskriminierend wie das RFLP.

(c) AmpFLP :

AmpFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) AmpFLP hat sich in den 90er Jahren durchgesetzt und ist in den kleineren Ländern, die am Prozess des DNA-Fingerprinting beteiligt sind, immer noch beliebt. Es ist relativ unkompliziert und hat die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.

Durch die Verwendung der PGR-Analyse zur Verstärkung der Minisatelliten-Loci der menschlichen Zelle erwies sich diese Methode als schneller als das RFLP. Es gibt Probleme beim Bündeln der VTRNs, was zu Fehlidentifizierungen im Prozess aufgrund der Verwendung von Gel in der Analysephase führt.

(D) STR:

Die am weitesten verbreitete Form des DNA-Fingerprintings von STR ist die (Short Tandem Repeat) -Methode zum Extrahieren von DNA. Dieses System basiert auf den Merkmalen von PGR, da es spezifische Bereiche mit kurzer Sequenzwiederholungs-DNA verwendet.

Die STR analysiert, wie oft sich Basenpaare an einer bestimmten Stelle auf einem DNA-Strang wiederholen. Die DNA-Vergleiche können die Möglichkeiten in einem fast unendlichen Bereich darstellen. Daher ist es der große Vorteil dieser Methode.

DNA-Fingerprinting ist äußerst erfolgreich für die Identifizierung von Straftatverdächtigen. DNA-Test auf ethnische Zugehörigkeit, Identifizierung der verminderten sowie gerichtlich genehmigten Vaterschaftstests. Trotzdem wirft Still DNA Probleme auf, da die VNTRs nicht in allen Menschen gleichmäßig verteilt sind, da sie vererbt werden. Darüber hinaus gibt es immer noch das unvollkommene menschliche Element als letzte Stimme bei der Verwaltung aller DNA-Fingerprinting-Verfahren.

DNA Fingerprinting-Anwendung:

(a) Forensische Analysen an Tieren:

Das Medigenomix-Labor bietet eine Vielzahl von Methoden, mit denen biologische Spuren eindeutig den Individuen zugeordnet werden können. Die Genotypisierungsdienste von Medigenomix umfassen Identitätsprüfungen und forensische DNA-Spurenanalysen. Das DNA-Fingerprinting ist eine hochmoderne Methode.

In den meisten Polizeilabors wird die Probe menschlichen Ursprungs verarbeitet. Medigenomix arbeitete an einem Fall, in dem ein Knochen an einem Tatort gekaut und an einem Verbrechensort gekaut wurde. Der Besitzer der Hunde wurde als Dieb verurteilt. Mit derzeit verfügbaren Mikrosatelliten-Markern für viele verschiedene Arten kann das Labor daher Hunde, Katzen, Pferde, Rinder, Schweine sowie Hirsche, Füchse und andere Wildtiere identifizieren.

(b) alte DNA:

Medigenomix ist es auch den Wissenschaftlern gelungen, DNA-Fingerabdrücke von 30.000 Jahre alten Mammut-Hones aus Alaska und Sibirien mittels Mikrosatelliten-Analyse zu erstellen. Sie haben hervorragende Ergebnisse.

(c) Vaterschaftstests:

PGR (Polymerase Chain Reaction) erzeugt den genetischen Fingerabdruck, der für jeden Einzelnen hochspezifisch ist. Das Genom eines jeden Individuums ist die Kombination der Edelsteine ​​beider Eltern; Daher ist das DNA-Profil eines Individuums ein kombiniertes Muster elterlicher genetischer Marker.

Eine zuverlässige Zuordnung der Vaterschaft für jeden Einzelnen erlaubt die vergleichende Analyse einer bestimmten Menge dieser Mikrosatellitenmarker. Proben für Vaterschaftstests werden normalerweise aus Zellen im Mund entnommen. Biologische Proben für Spurenanalysen können aus Blut, Sperma, Haut und sogar Exkrementen ausgewählt werden.

(d) DNA-Profil im Kreditkartenformat:

Die Identifizierung von Opfern von Flugzeugunfällen, Explosionen, Terroranschlägen oder Brandkatastrophen in Tunneln erfolgt durch Personal DNA Profiling. Medigenomix hat seine M-Card vor zwei Jahren initiiert. Es bietet Einzelpersonen die Möglichkeit, ihr einzigartiges DNA-Profil im Format einer Kreditkarte zu haben.

Das M-Card-Profil hat eine Genauigkeit von 99, 9999% bei der Identifizierung einer Person. An einem sicheren Ort aufbewahrt, dient die M-Card zur Identifizierung nach einem Unfall, wenn das Opfer aufgrund morphologischer Merkmale nicht identifiziert werden kann.

(e) Allgemeine Informationen und Datensicherheit:

Im M-Card-Profil sind die zur individuellen Identifizierung verwendeten DNA-Regionen spezifische isolierte genetische Loci in den nicht codierenden Regionen der genomischen DNA. Hier werden keine funktionellen Gene kodiert; Daher ist es nicht möglich, aus diesen Ergebnissen Informationen über mögliche genetische Erkrankungen oder persönliche Merkmale abzuleiten.