Badania genetyczne opierają się na DNA, czyli wielkocząsteczkowym związku chemicznym,
który w postaci podwójnego łańcucha znajduje się w jądrach komórkowych oraz w centrach
energetycznych komórki zwanych mitochondriami. Ze względu na lokalizację wyróżnia 0 ŚLADY BIOLOGICZNE
się DNA jądrowy i DNA mitochondrialny. Największe znaczenie identyfikacyjne ma DNA
jądrowy. U każdego człowieka 1/2 DNA pochodzi od ojca, a 1/2 od matki. Dziadek i wnuk,
siostrzenica i ciotka mają wspólną 1/4 część DNA itd. DNA mitochondrialny natomiast
dziedziczy się tylko w linii matki.
Geny będące jednostkami dziedziczenia są fragmentami łańcucha DNA. Każdy
łańcuch tworzą 4 podstawowe elementy zwane nukleotydami. Ponieważ szacuje się, że
w ludzkim DNA jest około 3 miliardów nukleotydów, to liczba możliwych kombinacji
ułożenia w łańcuchu tych 4 elementów jest ogromna. Tylko ok. 5–10% całego DNA
zawiera sekwencje kodujące określone cechy. Pozostała część DNA — niekodująca
— wykazuje u ludzi różnice w sekwencji nukleotydów i stanowi podstawę indywidualnego zróżnicowania osób7
.
Pierwszą metodą badania DNA zastosowaną w praktyce kryminalistyczno-sądowej
do analizy śladów biologicznych jest tzw. DNA fingerprinting — „genetyczny odcisk
palca”. Metoda ta ma dość istotną wadę — wymaga dużej ilości bardzo dobrego
jakościowo DNA, co najmniej 500 ng8
, podczas gdy np. plama krwi o powierzchni
1cm2 zawiera tylko ok. 200 ng DNA. Metoda ta nie nadawała się zatem do badań
tzw. mikrośladów biologicznych. Od końca lat 80. XX w. jest stosowana inna metoda
badania DNA, zwana PCR (Polymerase Chain Reaction). Zasada owej techniki, za którą
jej twórca Kary Mullis w 1993 r. otrzymał Nagrodę Nobla, polega na tym, że jeden
mały fragment DNA można namnożyć do bardzo wielu — np. do miliona — kopii DNA
takiego samego, jak wyjściowe. Dlatego wprowadzenie tej metody stało się przełomem
w badaniach mikrośladów biologicznych na potrzeby organów ścigania i wymiaru
sprawiedliwości. Czułość metody jest niezwykła — szacuje się, że do przeprowadzenia
badania wystarcza 0,2–1 ng DNA, co odpowiada plamie krwi o powierzchni około
0,5–1mm2
. Obecnie w praktyce badawczej powszechnie są stosowane testy będące wariantami reakcji PCR9
, które pozwalają na jednoczesne oznaczenie kilkunastu różnych
fragmentów DNA. Analizy populacyjne dowodzą, że tego typu badania statystycznie
mają moc porównywalną do badań daktyloskopijnych.
Przydatność materiału biologicznego do analizy DNA wynika z różnej zawartości
DNA w śladach i wrażliwości na proces degradacji. Dobrym źródłem DNA są krew,
sperma, ślina i wyrwany włos. Mniejsze ilości DNA zawartego we włosach, które wypadły, zębach lub kościach rekompensowane są dużą odpornością na niekorzystne
czynniki zewnętrzne. Mocz i ciałko szkliste stanowią materiał o niewielkiej przydatności
procesowej ze względu na znikomą obecność DNA. Wyjątkiem są stany patologiczne,
w których występuje podwyższona zawartość komórek jądrzastych będących źródłem
DNA. Do analizy DNA nadają się również tkanki pobrane w trakcie autopsji, a także
preparaty tkankowe utrwalone i zatopione np. w parafinie. Praktyka dowodzi, że nie
należy z góry uznawać za nieprzydatne jakichkolwiek śladów.
Zawartość DNA w materiale biologicznym
Rodzaj próbki Ilość DNA
Krew płynna 20 000–40 000 ng/ml
Plama krwi 250–500 ng/cm2
Nasienie (ejakulat) 150 000–300 000 ng/mL
Wymaz z dróg rodnych (po stosunku) 10–3000 ng/wymaz
Włos wyrwany z cebulką 1–750 ng/cebul
Włos wypadnięty 1–10 ng/cebul
Ślina płynna 1000–10 000 ng/mL
Wymaz z jamy ustnej 100–1500 ng/wymaz
Mocz 1–20 ng/mL
Kość 3–10 ng/mg
Tkanka 50–500 ng/mg
który w postaci podwójnego łańcucha znajduje się w jądrach komórkowych oraz w centrach
energetycznych komórki zwanych mitochondriami. Ze względu na lokalizację wyróżnia 0 ŚLADY BIOLOGICZNE
się DNA jądrowy i DNA mitochondrialny. Największe znaczenie identyfikacyjne ma DNA
jądrowy. U każdego człowieka 1/2 DNA pochodzi od ojca, a 1/2 od matki. Dziadek i wnuk,
siostrzenica i ciotka mają wspólną 1/4 część DNA itd. DNA mitochondrialny natomiast
dziedziczy się tylko w linii matki.
Geny będące jednostkami dziedziczenia są fragmentami łańcucha DNA. Każdy
łańcuch tworzą 4 podstawowe elementy zwane nukleotydami. Ponieważ szacuje się, że
w ludzkim DNA jest około 3 miliardów nukleotydów, to liczba możliwych kombinacji
ułożenia w łańcuchu tych 4 elementów jest ogromna. Tylko ok. 5–10% całego DNA
zawiera sekwencje kodujące określone cechy. Pozostała część DNA — niekodująca
— wykazuje u ludzi różnice w sekwencji nukleotydów i stanowi podstawę indywidualnego zróżnicowania osób7
.
Pierwszą metodą badania DNA zastosowaną w praktyce kryminalistyczno-sądowej
do analizy śladów biologicznych jest tzw. DNA fingerprinting — „genetyczny odcisk
palca”. Metoda ta ma dość istotną wadę — wymaga dużej ilości bardzo dobrego
jakościowo DNA, co najmniej 500 ng8
, podczas gdy np. plama krwi o powierzchni
1cm2 zawiera tylko ok. 200 ng DNA. Metoda ta nie nadawała się zatem do badań
tzw. mikrośladów biologicznych. Od końca lat 80. XX w. jest stosowana inna metoda
badania DNA, zwana PCR (Polymerase Chain Reaction). Zasada owej techniki, za którą
jej twórca Kary Mullis w 1993 r. otrzymał Nagrodę Nobla, polega na tym, że jeden
mały fragment DNA można namnożyć do bardzo wielu — np. do miliona — kopii DNA
takiego samego, jak wyjściowe. Dlatego wprowadzenie tej metody stało się przełomem
w badaniach mikrośladów biologicznych na potrzeby organów ścigania i wymiaru
sprawiedliwości. Czułość metody jest niezwykła — szacuje się, że do przeprowadzenia
badania wystarcza 0,2–1 ng DNA, co odpowiada plamie krwi o powierzchni około
0,5–1mm2
. Obecnie w praktyce badawczej powszechnie są stosowane testy będące wariantami reakcji PCR9
, które pozwalają na jednoczesne oznaczenie kilkunastu różnych
fragmentów DNA. Analizy populacyjne dowodzą, że tego typu badania statystycznie
mają moc porównywalną do badań daktyloskopijnych.
Przydatność materiału biologicznego do analizy DNA wynika z różnej zawartości
DNA w śladach i wrażliwości na proces degradacji. Dobrym źródłem DNA są krew,
sperma, ślina i wyrwany włos. Mniejsze ilości DNA zawartego we włosach, które wypadły, zębach lub kościach rekompensowane są dużą odpornością na niekorzystne
czynniki zewnętrzne. Mocz i ciałko szkliste stanowią materiał o niewielkiej przydatności
procesowej ze względu na znikomą obecność DNA. Wyjątkiem są stany patologiczne,
w których występuje podwyższona zawartość komórek jądrzastych będących źródłem
DNA. Do analizy DNA nadają się również tkanki pobrane w trakcie autopsji, a także
preparaty tkankowe utrwalone i zatopione np. w parafinie. Praktyka dowodzi, że nie
należy z góry uznawać za nieprzydatne jakichkolwiek śladów.
Zawartość DNA w materiale biologicznym
Rodzaj próbki Ilość DNA
Krew płynna 20 000–40 000 ng/ml
Plama krwi 250–500 ng/cm2
Nasienie (ejakulat) 150 000–300 000 ng/mL
Wymaz z dróg rodnych (po stosunku) 10–3000 ng/wymaz
Włos wyrwany z cebulką 1–750 ng/cebul
Włos wypadnięty 1–10 ng/cebul
Ślina płynna 1000–10 000 ng/mL
Wymaz z jamy ustnej 100–1500 ng/wymaz
Mocz 1–20 ng/mL
Kość 3–10 ng/mg
Tkanka 50–500 ng/mg