Analiza STR
_analysis.png)
krótkich powtórzeń T andemów (STR) jest powszechną metodą biologii molekularnej stosowaną do porównywania powtórzeń alleli w określonych loci w DNA między dwiema lub więcej próbkami. Krótkie powtórzenie tandemowe to mikrosatelita z powtarzalnymi jednostkami o długości od 2 do 7 par zasad, z liczbą powtórzeń różną u poszczególnych osobników, dzięki czemu STR są skuteczne do celów identyfikacji ludzi. Ta metoda różni się od analizy polimorfizmu długości fragmentów restrykcyjnych (RFLP), ponieważ analiza STR nie tnie DNA enzymami restrykcyjnymi. Zamiast tego reakcję łańcuchową polimerazy (PCR) w celu ustalenia długości krótkich powtórzeń tandemowych na podstawie długości produktu PCR.
Zastosowania kryminalistyczne
Analiza STR to narzędzie analizy kryminalistycznej , które ocenia określone regiony STR znalezione w jądrowym DNA . Zmienna (polimorficzna) natura regionów STR, które są analizowane w testach kryminalistycznych, intensyfikuje rozróżnienie między jednym profilem DNA a drugim. Narzędzia naukowe, takie jak zatwierdzony przez FBI STRmix, wykorzystują tę technikę badawczą. Kryminalistyka wykorzystuje zmienność długości STR w populacji, umożliwiając naukowcom odróżnienie jednej próbki DNA od drugiej. Stosowany obecnie system profilowania DNA oparty jest na PCR i wykorzystuje proste sekwencje lub krótkie powtórzenia tandemowe (STR). Ta metoda wykorzystuje wysoce polimorficzne regiony, które mają krótkie powtarzające się sekwencje DNA (najczęściej powtarzane są 4 zasady, ale są też inne długości, w tym 3 i 5 zasad). Ponieważ osoby niespokrewnione prawie na pewno mają różną liczbę powtarzających się jednostek, STR można wykorzystać do rozróżnienia osób niespokrewnionych. te ul loci (lokalizacje na chromosomie) są kierowane za pomocą starterów specyficznych dla sekwencji i amplifikowane przy użyciu PCR . Powstałe fragmenty DNA są następnie rozdzielane i wykrywane za pomocą elektroforezy . Istnieją dwie popularne metody rozdzielania i wykrywania, elektroforeza kapilarna (CE) i elektroforeza żelowa .
Każdy STR jest polimorficzny, ale liczba alleli jest bardzo mała. Zazwyczaj każdy allel STR będzie wspólny dla około 5 - 20% osobników. Siła analizy STR pochodzi z jednoczesnego patrzenia na wiele loci STR [6]. Wzór alleli może dość dokładnie zidentyfikować osobę. Zatem analiza STR stanowi doskonałe narzędzie identyfikacji. Im więcej regionów STR jest testowanych u danej osoby, tym bardziej dyskryminujący staje się test [6].
W różnych krajach stosowane są różne systemy profilowania DNA oparte na STR. W Ameryce Północnej systemy amplifikujące CODIS 13 są prawie uniwersalne, podczas gdy w Wielkiej Brytanii używany jest system loci DNA-17 17 (kompatybilny z National DNA Database ). Niezależnie od tego, który system jest używany, wiele używanych regionów STR jest takich samych. Te systemy profilowania DNA opierają się na reakcjach multipleksowych, w których wiele regionów STR będzie testowanych w tym samym czasie.
Prawdziwa siła analizy STR tkwi w statystycznej sile rozróżniania. Ponieważ 13 loci, które są obecnie używane do rozróżniania w CODIS, jest niezależnie dobranych (posiadanie określonej liczby powtórzeń w jednym locus nie zmienia prawdopodobieństwa posiadania dowolnej liczby powtórzeń w innym locus), reguła iloczynu dla prawdopodobieństw można zastosować. Oznacza to, że jeśli ktoś ma DNA typu ABC, gdzie trzy loci były niezależne, możemy powiedzieć, że prawdopodobieństwo posiadania tego typu DNA jest równe prawdopodobieństwu posiadania typu A razy prawdopodobieństwo posiadania typu B razy prawdopodobieństwo posiadania typu C. Dało to możliwość generowania prawdopodobieństw dopasowania równych 1 na kwintylion (1x10 18 ) lub więcej. Jednak przeszukiwania bazy danych DNA wykazały znacznie częstsze niż oczekiwano fałszywe dopasowania profili DNA. Co więcej, ponieważ na Ziemi jest około 12 milionów bliźniaków jednojajowych , teoretyczne prawdopodobieństwo nie jest dokładne.
W praktyce ryzyko zanieczyszczonego dopasowania jest znacznie większe niż dopasowanie dalekiego krewnego, na przykład zanieczyszczenie próbki z pobliskich obiektów lub komórek pozostałych po przeniesieniu z poprzedniego testu. Ryzyko jest większe w przypadku dopasowania najpowszechniejszej osoby w próbkach: wszystko, co pobrano od ofiary lub miało z nią kontakt, jest głównym źródłem zanieczyszczenia wszelkich innych próbek dostarczonych do laboratorium. Z tego powodu zazwyczaj testuje się wiele próbek kontrolnych, aby upewnić się, że pozostały czyste, gdy są przygotowywane w tym samym okresie, co rzeczywiste próbki testowe. Nieoczekiwane dopasowania (lub zmiany) w kilku próbkach kontrolnych wskazują na wysokie prawdopodobieństwo zanieczyszczenia rzeczywistych próbek testowych. W teście pokrewieństwa pełne profile DNA powinny się różnić (z wyjątkiem bliźniąt), aby udowodnić, że dana osoba nie została dopasowana jako spokrewniona z własnym DNA w innej próbce. [ potrzebne źródło ]
W badaniach biomedycznych profile STR są wykorzystywane do uwierzytelniania linii komórkowych. Samodzielnie wygenerowane profile STR można porównać z bazami danych, takimi jak CLASTR ( https://www.cellosaurus.org/cellosaurus-str-search/ ) lub STRBase ( https://strbase.nist.gov/ ). Ponadto samogenerujące się pierwotne mysie linie komórkowe hodowane przed pierwszym pasażowaniem można dopasować do późniejszych pasaży, zapewniając w ten sposób tożsamość linii komórkowej.