Genetik ve Adli Tıp

Brain

Expert Pharmacologist
Joined
Jul 6, 2021
Messages
264
Reaction score
295
Points
63
3JyXNTjW1G


Geçen yüzyılın sonunda insan hayatına giren genetik teknolojileri dünyamızı o kadar değiştirdi ki, onlarsız bir dünya düşünülemez hale geldi. Bu teknolojiler adli tıp alanına da girmeyi başardı; on yıllardır genetik tanımlama, suçluları bulmaya ve eylemlerini laboratuvardan çıkmadan çözmeye olanak tanıyan hızlı ve nispeten ucuz bir yöntem olarak kullanılıyor. Eğitimli bir farmakolog olarak genetiğe büyük ilgi duyuyorum ve bu alanı çeşitli yönleriyle incelemeye hevesliyim. Bu yayında size adli tıp alanındaki klasik genetik yaklaşımları tanıtacağım.

Biraz tarih ya da şövalyelerle ne ilgisi var?
150 yıl önce Johannes Friedrich Miescher nükleik asitleri keşfetti ve bu kavram sonunda dünyayı alt üst etti [1]. Yirminci yüzyılın ortalarında DNA ve RNA'nın kalıtsal bilgi taşıyıcıları olduğu anlaşıldı; ardından yapıları tanımlandı ve bir süre sonra bu moleküllerin hücresel enzimler - restriktazlar [2] kullanılarak in vitro "kesilmesine"; PCR [3] kullanılarak çoğaltılmasına ve hatta çoklu dizileme yöntemleri kullanılarak belirli genlerin ve genomların dizisinin okunmasına olanak tanıyan çok sayıda yöntem ortaya çıktı [4].

Başlangıçta, genetik materyalle çalışma tam anlamıyla "mutfakta" gerçekleştiriliyordu ve komşu bilimsel laboratuvarda bile her zaman yeniden üretilemiyordu. Ancak zaman geçti, yaklaşımlar değişti ve yöntemler o kadar standartlaştırıldı ki, yavaş yavaş uygulamalı araştırmalara ve hatta biyoteknolojik üretime dahil edildiler.


UTWIf3xCtj


1984 yılında bilim camiası, bilim insanlarının nesli tükenmiş olan ve sadece müze koleksiyonlarında bulunan Burchell zebrasının DNA'sının bir parçasını izole etmeyi ve okumayı başardıkları haberiyle çalkalandı [5]. Bir yıl sonra İsveçli genetikçi Svante Pääbo, ilk olarak Mısır mumyalarının genetik materyalini analiz ederek müze ve arkeolojik materyallerin temel bilimsel araştırmalar için kullanılabileceğini doğruladı. Yıllar sonra, analiz ettiği örneklerin modern genetik materyalle kontamine olduğu ortaya çıktı [6], ancak dizileme yöntemlerinin gelişmesi, az miktarda kötü korunmuş DNA ile bile çalışmayı mümkün kıldı.

Adli bilimciler de yeni genetik materyal analizi teknikleriyle ilgileniyordu. Gerçek şu ki, o dönemde alışılagelmiş olan klasik daktiloskopi ve kan grubu analizi yöntemlerinin kendi sınırlamaları vardı ve bazı durumlarda yanlış sonuç veriyorlardı.

1984 yılında İngiliz bilim adamı Sir Alec John Jeffreys (Şekil 3) genetik materyalini kullanarak bir kişinin kimliğini belirleme yöntemini geliştirdi ve sundu. Daha sonra bu yaklaşım DNA tanımlaması olarak adlandırılmış ve tüm dünyadaki kriminologların sevgi ve saygısını kazanmıştır. Jeffreys çalışmalarından dolayı şövalye ilan edildi.

IgqLZif8WV


DNA daktiloskopi: avantajları ve dezavantajları
Suç mahallerinde elde edilen biyolojik örneklerin genetik analizi araştırmacıların işini büyük ölçüde kolaylaştırmıştır. Artık failin veya mağdurun kimliğini belirlemek, tartışılmaz kanıtlar elde etmek ve suçları çözmek için güvenilir bir araca sahipler.

Genetik parmak izinin temel avantajları, az miktarda biyolojik materyalle bile çalışabilme yeteneği ve bir bireyin kimliğinin belirlenmesine olanak tanıyan yüksek doğruluktur - analiz için tüm gereklilikler yerine getirilirse, güvenilirliği %99'u aşar. Bu yaklaşım, suçların araştırılmasında en önemli yaklaşımlardan biri haline gelmiştir [7].

Klasik DNA daktiloskopi yöntemlerinin, aynı döllenmiş yumurtadan oluştukları için genetik profili aynı olan tek yumurta ikizlerinin tanımlanmasına izin vermediğini belirtmek önemlidir.

DNA analizi için öncelikle DnA'nın kendisine ihtiyaç vardır, ancak kimyasal ve termal faktörlere maruz kalan biyolojik örneklerden yüksek kaliteli genetik materyal elde etmek her zaman mümkün değildir. Ortama girdikten sonra bu molekül kimyasal reaksiyonlara girer, yok edilir (parçalanır) ve modifiye edilir, ancak uygun koşullarda binlerce yıl varlığını sürdürebilir [8].

B8W3ZEgtix


İnsan atalarının en eski genetik materyalinin yaklaşık 430 bin yıl önce İber Yarımadası (Sierra de Atapuerca) topraklarında yaşayan insansı akrabalarımızın kemik kalıntılarından elde edildiği bilinmektedir [9]. Düşük nem ve sıcaklık değerlerine sahip bazı mağaraların kendine özgü mikro iklimi, genetik materyalin ömrünü önemli ölçüde artırmaktadır. Bununla birlikte, olay yerinde bulunan örneklerdeki DNA genellikle minimum miktarlarda temsil edilir ve arkeolojik örneklerde olduğu gibi ciddi şekilde bozulur.

Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'nde, genetik parmak izinin kişinin mahremiyetine müdahale ve gizliliğin ihlali ile ilgili bir başka dezavantajına dikkat çekilmektedir.

İnsan hakları aktivistleri, suçluların ve suç şüphelilerinin genetik bilgilerinin üçüncü şahısların eline geçebileceğinden ve daha sonra kötüye kullanılabileceğinden korkmaktadır [10]. Örneğin, Çin'in Xinjiang eyaletindeki Müslüman azınlıkları kontrol etmek için genetik bilgilerin kullanıldığı bilinen vakalar var.

ABD de federal gözaltındaki göçmenlerin DNA profillerini sistematik olarak toplamayı planlamaktadır [11]. Açıkçası, insan hakları aktivistlerinin korkuları temelsiz değildir ve gerçek dayanakları vardır.

AAhZNjBY7l


Nasıl çalışır
DNA daktiloskopi yöntemleri insan genetik değişkenliğine dayanır. DNA'daki nükleotid değişimleri (popülasyondaki sıklığına bağlı olarak bunlara DNA polimorfizmleri veya mutasyonları da denir) bizi bireysel olarak farklı kılar. Ve bu farklılıklar, hücrelerin enerji "fabrikaları" olan mitokondrilerin işleyişini düzenleyen küçük dairesel DNA molekülleri olan hem nükleer hem de mitokondriyal genomlarda bulunabilir.

DNA polimorfizmlerinin her birimizin genomunda bulunabileceği unutulmamalıdır - bunlar bizim benzersiz DNA barkodumuz haline gelirler. Bazıları ciddi hastalıklara neden olabilir [12], ancak çoğu durumda hayati fonksiyonlarımız üzerinde hiçbir etkisi yoktur.


C8aIecOBnT


Modern DNA daktiloskopi yöntemleri, genomun farklı bölgelerindeki çeşitli genetik varyantları kullanır. Örneğin, tandem tekrarların analizi - rastgele örneklenmiş iki bireyde sayıları farklı olan kısa tekrarlayan genom dizileri [13] - net bir babalık testine veya bir suç şüphelisine karşı ek kanıt bulmaya olanak tanır.

Y-kromozomal DNA belirteçleri bir kişinin cinsiyetini belirlemek için kullanılabilir. Genetik belirteçler, bir bireyin akrabalarının etnik kökeni, göz rengi veya saç rengi hakkında bilgi sağlar.

Dahası, epigenetik bilgi (örneğin DNA metilasyonu) tek tek hücrelerin, dokuların ve bir bütün olarak organizmanın biyolojik yaşını tahmin etmeyi mümkün kılar [
14]. Bu makalede yukarıdaki genetik analiz yöntemleri hakkında daha fazla konuşacağım. Epigenetik yöntemlerin ilaç sektöründe kullanımı ise bir sonraki yayınımın konusu olacak.

Biyolojik materyalden DNA toplanması ve izolasyonu
Adli örneklerden DNA çıkarılması ve analizi ilk bakışta sanatla karşılaştırılabilir. Bazen birkaç damla kanın ya da kurbanın tırnaklarının altındaki bir deri parçasının bir suç soruşturmasında en önemli kanıt haline gelebileceğini hayal etmek imkansızdır.

Aslında, olay yeri adli tıp uzmanlarının eylemleri ince ayarlıdır ve ana hedeflerinden biri DNA ekstraksiyonu için uygun biyolojik materyal bulmak olan tek bir senaryoyu takip eder. Herhangi bir biyolojik doku ve insan salgıları bu amaçla kullanılabilir
.
  • Kemik kalıntıları
  • Dişler
  • Saç folikülleri
  • Kan
  • Epitel hücreleri
  • Ter
  • Tükürük
  • Sperm örnekleri
  • Dışkı, vb.
Kanıt deposundaki biyomateryaller onlarca yıl dayanabilir. Genellikle, inceleme uzmanı materyalin sadece bir kısmını, DNA ekstraksiyonu için ihtiyaç duyduğu kadarını inceleme için alır. Örneğin, bıçağın üzerinde kan izleri varsa, uzman tüm kanı yıkamaz, ancak DNA ekstraksiyonundan hemen önce küçük bir durulama yapar. Böylece bıçağın üzerinde onlarca yıl sonra yeniden inceleme yapmak için kullanılabilecek izler kalır.

RmkyY146i3
Hücre çekirdeğinde DNA, etkin bir şekilde çalışması için gerekli olan çok sayıda organik molekülle yakın temas halindedir. Ancak genetik analiz için karbonhidratların, lipidlerin ve proteinlerin test örneğinden uzaklaştırılması gerekir ki bu da kullanılan yöntemlerin verimliliğini azaltabilir ve sonuç olarak suçların çözülebilirliğini etkileyebilir.

Nükleik asit ekstraksiyonu için özel olarak tasarlanmış çeşitli ticari kitler ve sistemler (örneğin Thermo Fisher Scientific'in AutoMate Express DNA Ekstraksiyon Sistemi) sayesinde DNA ekstraksiyonu çok az zaman alır. Ayrıca, günde binlerce analizin yapıldığı büyük adli tıp merkezlerinde bu işlem tamamen otomatik hale getirilmekte ve bir operatörün gözetiminde robotların katılımıyla gerçekleştirilmektedir.

Bu arada, robotik sistemler sadece adli tıp laboratuvarlarında değil, aynı zamanda birçok tıp ve biyoteknoloji merkezinde de yaygın olarak kullanılmakta, süreci hızlandırmaya, iş maliyetini düşürmeye ve hata olasılığını önemli ölçüde azaltmaya olanak sağlamaktadır.

Ekstraksiyondan sonra DNA, gerektiğinde yıllarca (-20°C veya -80°C'de) saklanabileceği özel bir bileşik içinde çözülür.

Genetik analiz

DnA ekstraksiyonundan hemen sonra, bir uzman bunu analiz etmenin başka yolları sorusuyla karşı karşıya kalır. Adli tıpta DNA tanımlamasının kullanılmaya başlanmasından bu yana, moleküler biyoloji teknikleri o kadar çok değişti ki, birçok olası varyant ortaya çıktı. Bu yazıda, adli tıp uzmanlarının uygulamalarında kullandıkları çeşitli DNA analiz tekniklerini ele alacağız.

Restriksiyon parça uzunluğu polimorfizmi (RFLP analizi)
RFLP analizi tarihsel olarak DNA tanımlaması için kullanılan ilk yöntemlerden biridir. Özel hücresel enzimler olan restriksiyon enzimlerinin kullanımına dayanır. Restriksiyon enzimleri bir nükleik asit molekülü üzerindeki belirli bölgeleri tanıyabilir ve bu bölgelerden kesebilir. Bugüne kadar bu tür binlerce enzim tanımlanmıştır. DnA molekülü restriksiyon enzimleri ile kesildikten sonra elde edilen parçaların uzunlukları jel elektroforezi kullanılarak değerlendirilir (Şekil 9).
HO9DAMdakN

Tamamen aynı insan genomları olmadığından (tek yumurta ikizleri hariç), ortaya çıkan DNA parça uzunluğu profillerindeki farklılık veya benzerlik hem kişisel kimlik hem de akrabalık tespiti için iyi bir belirteç olabilir.

Bununla birlikte, bu yöntem DNA parçalanmasını içerir ve bu nedenle orijinal genetik materyalin kalitesine ve miktarına duyarlıdır. Bu nedenle RFLP analizi, aşağıda tartışılacak olan diğer yöntemlerin aksine şu anda pratik olarak kullanılmamaktadır.

Genomdaki tandem tekrar sayısının analizi
Tandem tekrarlar, aynı kısa DnA dizisinin birbiri ardına tekrarlanan kopyalarıdır [15]. Adli bilimcilerin ilgisini çeken tekrarlar, değişen sayıda tandem tekrarı (VNTR) ve kısa tandem tekrarı (STR) olan lokusları içerir. Bunlar sırasıyla minisatellit ve mikrosatellit olarak da adlandırılır.

Bu yöntemin özü, rastgele örneklenmiş iki bireyde uzunlukları farklı olan bu kısa tekrarlayan dizileri içeren DNA parçalarının PCR ile çoğaltılmasıdır. Amplifikasyondan sonra, elde edilen parçaların uzunluğu jel elektroforezi veya kapiler elektroforez kullanılarak değerlendirilir.

Termo Fisher Scientific'in Quantifiler DNA Quantification Kiti ve QuantStudio sistemi bu amaçla kullanılabilir. QuantStudio, çok çeşitli özelliklere sahip kompakt bir tezgah üstü cihazdır.

Önceki yöntemde olduğu gibi, STR testinin ana tanımlayıcı faktörü, her birey için benzersiz olan ve analiz edilen bölgedeki tekrar sayısına bağlı olan elde edilen parçaların uzunluğudur. STR-analizi yüksek doğruluk ve hızın yanı sıra düşük maliyet ile karakterize edilir. Genetik materyalin kalitesi analiz için önemli bir koşuldur.

5JVMoCgn4A


STR analizi pratik adli tıpta neredeyse yirmi yıl önce ortaya çıkmıştır, ancak bugüne kadar bireylerin kimliğini belirlemenin ana yöntemi olmaya devam etmektedir. Şüphelilerin ve suçluların DNA analizlerinin sonuçları - genetik profiller - kriminologlar tarafından özel veri tabanlarına girilmektedir.

Bu nedenle, suç mahallerinde DNA'nın izole edilebileceği biyolojik izler bulunduğunda, kolluk kuvvetlerinin dikkatini çekmiş olan tüm kişileri tanımlamak mümkün hale gelmiştir. Aynı belirteçler kayıp kişilerin aranmasında ve babalık bağının kurulmasında da kullanılmaktadır.


QMUqjeAbnK

Kural olarak, bireyleri tanımlamak için tasarlanan sistemler, cinsiyetin belirlendiği amelogenin protein geni de dahil olmak üzere aynı anda birkaç genom lokusunun (10-24) analiz edilmesine izin verir. Amelogenin geni hem X hem de Y kromozomunda bulunur, ancak boyut olarak farklılık gösterir, bu da bir kişinin cinsiyetinin belirlenmesini sağlar.

Yüksek verimli dizileme teknolojilerinin kullanımı sayesinde adli tıp, nükleer ve mitokondriyal genomların birden fazla bölgesinin (lokus) eşzamanlı analizi için yeni fırsatlar sunan etkili bir araç elde etmiştir.

Bu yöntemlerin önemli bir avantajı, RFLP veya STR analizi ile imkansız olan tek yumurta ikizlerini bile (somatik mutasyonlarla) ayırt etme yeteneğidir.

Bu yayının ikinci bölümünde, yukarıda açıklanan yöntemlerin uyuşturucu laboratuvarlarını ve uyuşturucu satıcılarını tespit etmek için nasıl kullanılabileceği ve izlerinizi temizleyerek adli tıp birimlerinin kafasını nasıl karıştırabileceğiniz anlatılacaktır.

Bölüm II'yi okuyun
 

Osmosis Vanderwaal

Moderator in US section
Resident
Joined
Jan 15, 2023
Messages
1,598
Solutions
4
Reaction score
1,107
Points
113
Deals
1
Evet, DNA dizilimi bilimin her alanını alt üst etti. 23&me ve ancestory. Com gibi yerlerin devasa veri tabanları var ve eğer ikinci kuzeniniz de bu veri tabanında yer alıyorsa, DNA'nızı bir şey üzerinde bulduklarında kim olduğunuzu biliyorlar. Şu anda hükümet yetkilileri bunu kötüye kullanmadıklarını söylüyorlar, ama neden kullanmasınlar ki?
 

Brain

Expert Pharmacologist
Joined
Jul 6, 2021
Messages
264
Reaction score
295
Points
63
Bazı insanlar için bu sadece önceden belirlenmiş bir sonu olan çok ilginç bir oyun :D:D
 
Top