Polymorfismy DNA a jejich využití ve forenzní genetice Halina Šimková 1

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 Nekódující 90% Kódující 10% variabilita nižší selekční tlak velký variabilita vysoká selekční tlak malý či nulový V nekódující DNA najdeme ve větší míře vysoce polymorfní lokusy V kódující DNA najdeme spíše méně polymorfní lokusy

Nejvýznamnější polymorfismy využívané ve forensní genetice Kódující oblast Nekódující oblast 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

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 … blízká budoucnost přinese masový rozvoj molekulárně genetických metod určování fyzických znaků osob! BARVA OČÍ TĚLESNÁ VÝŠKA BARVA PLETI BARVA VLASŮ

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

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 AME - pohlaví XY vWA D8S1179 12/14 TPOX 8/9 FGA 19/24 otestováním několika tandemových repetic a pohlaví vzniká tzv. GENETICKÝ PROFIL

sledování rodokmenů po meči ANALÝZA Y-chromozómu sledování rodokmenů po meči

KRÁTKÉ TANDEMOVÉ REPETITIVNÍ SEKVENCE NA Y-chromozómu (Y-STR) YCAII DYS385I/II DYS393 DYS392 DYS391 DYS390 DYS389II DYS389I DYS19

sledování rodokmenů po přeslici 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

PŘEHLED HLAVNÍCH LOKUSŮ UŽÍVANÝCH VE FORENZNÍ GENETICE polymorfismus použití míra 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 skupinová HLA / KS délkový + sekv. stanovení KS a HLA skupinová geny pro fyzické znaky sekvenční / délkový / regulační stanovení příslušných fyzických znaků zkoumané osoby skupinová