Z badań genetycznych, które mają na celu ustalenie ojcostwa, korzystał m.in. książę Karol, Diego Maradona, Puff Daddy, Wesley Snipes, Kevin Costner czy Michał Wiśniewski. Oglądając programy tv lub czytając artykuły, zastanawiamy się nieraz, na czym dokładnie polega test DNA.
Zacznijmy od początku. DNA to skrócona nazwa kwasu deoksyrybonukleinowego, czyli wielocząsteczkowego, organicznego związku chemicznego, który składa się z nukleotydów. Występuje on w chromosomach i pełni rolę nośnika informacji genetycznej wszystkich organizmów żywych.
W jakim celu wykonuje się test DNA?
Badania DNA są dziś wykorzystywane m.in.:
1. Do wykrywania bakterii i wirusów chorobotwórczych.
2. Przy ustalaniu pokrewieństwa między osobami (porównujemy materiał genetyczny, który pochodzi od potencjalnych krewnych).
3. W badaniach kryminalistycznych (porównujemy materiał znaleziony na miejscu zdarzenia z materiałem pobranym od potencjalnego sprawcy).
Pobranie materiału biologicznego
Pierwszym etapem badań na ojcostwo jest pobranie materiału biologicznego. Jeśli test DNA ma zostać wykorzystany jako dowód w sprawie sądowej – pobranie musi zostać wykonane przez biegłego sądowego lub osobę upoważnioną przez niego. Ta prosta czynność polega na pobraniu wymazu, z wewnętrznej części policzka, za pomocą plastikowych wymazówek z bawełnianą końcówką (aplikatorem), które otrzymamy z laboratorium. Materiał genetyczny może być wyizolowany także z tzw. śladów biologicznych (ślady krwi, komórki nabłonka znalezione na szczoteczce do zębów, cebulki włosów).
Bardzo małe rozmiary
Współczesne laboratoria mogą wyizolować DNA nawet z bardzo niewielkiej ilości materiału biologicznego. Mimo iż komórki naskórka są niewidoczne gołym okiem – to na próbce znajduje się nawet do tysiąca razy więcej DNA niż jest potrzebne do wykonania badania. Pałeczka do wymazu z pobranymi komórkami nabłonkowymi trafia do laboratorium. Wszystkie analizy przeprowadzane są w maleńkich objętościach. Do przelewania roztworów o objętościach od 100 do 0,1 mikrolitra używane są specjalne automatyczne pipety.
Jak wydobyć DNA z komórek?
Aby wydobyć z komórek DNA wymaz z policzka zanurzany jest w:
– roztworze silnego środka rozpuszczającego tłuszcze
– enzymie rozpuszczającym białka.
W efekcie całkowicie niszczymy komórki, pozostawiając jedynie „czyste” DNA. Wówczas możemy przystąpić do analiz.
Markery DNA
Pamiętajmy, że 99,9% ludzkiego DNA jest identyczne u każdego człowieka. Mimo tego występują w nim fragmenty, które w dużym stopniu różnią się u poszczególnych ludzi – są to tzw. markery DNA. Właśnie te najbardziej zmienne fragmenty wykorzystywane są przy ustalaniu ojcostwa.
Powielenie
Aby można było je przeanalizować, konieczne jest ich powielenie. W tym celu markery namnażane są miliardy razy. Jak wygląda ten proces? Pracownik laboratorium dodaje do DNA tzw. startery. Są to sztucznie wytworzone, krótkie odcinki DNA, które składają się z kilkunastu nukleotydów. Wiążą się one z ludzkim DNA w ściśle określonych miejscach.
„Murarz” i „cegiełki”
Dodatkowo dodawana jest polimeraza, czyli enzym umożliwiający dobudowanie się do rozdzielonego DNA – kolejnych nukleotydów, które pełnią funkcję „cegiełek”. Polimerazę można więc nazwać genetycznym „murarzem”. W łańcuch DNA łączą się zawsze te same nukleotydy tj. adenina z tyminą, a cytozyna z guaniną. Cały roztwór podgrzewany jest do temperatury 95 st. C, gdyż w takich warunkach nić DNA rozplata się. Po nagłym schłodzeniu do temperatury 50 st. C – ponownie się schodzi.
Syntetyczne startery są szybsze i dołączają się do pojedynczej nici w określonych miejscu. Za starterami, w pozostałe wolne miejsca, dobudowują się pojedyncze cegiełki, czyli odpowiednio: adenina, tymina, cytozyna i guanina. W efekcie otrzymujemy mieszaninę kilkudziesięciu fragmentów DNA, których kombinacja jest różna dla wszystkich ludzi.
Jak określić długość markera?
Namnożone DNA umieszczamy w szklanej kapilarze, czyli rurce o średnicy zaledwie 50 mikrometrów, wypełnionej specjalnym żelem. Do obu końców rurki podłączony jest prąd o napięciu 15 000 V. DNA pod wpływem napięcia zaczyna się przemieszczać z jednego końca rurki na drugi. Umieszczony na końcu laser i detektor wykrywają przesuwające się DNA. W tym momencie na ekranie komputera pojawia się znacznik. Czas przejścia poszczególnego fragmentu DNA przez rurkę pozwala dokładnie określić jego unikaną długość. Długość takiego fragmentu, czyli markera, jest porównywana u badanych osób.
Potwierdzenie i wykluczenie ojcostwa
Markery DNA występują u każdego człowieka w 2 wariantach. Dziecko dziedziczy od każdego rodzica po jednym z nich. Jeśli jeden występuje u matki – drugi musi występować u ojca. Gdy wszystkie badane fragmenty pasują do DNA matki i badanego mężczyzny, wówczas obliczamy prawdopodobieństwo ojcostwa. Jeśli dziecko posiada markery DNA, które nie występują u matki i nie ma ich odpowiedników u badanego mężczyzny – wtedy ojcostwo jest wykluczane. Oznacza to, że dziecko musiało odziedziczyć tę część DNA po innym mężczyźnie.
Wszystkie warianty DNA dziecka, które nie pochodzą od matki, muszą pochodzić od biologicznego ojca. Jeśli nie wykryjemy ich u badanego mężczyzny, wtedy wykluczamy jego ojcostwo. Jeśli wszystkie warianty DNA dziecka zgodne są z genotypem zarówno matki, jak i badanego mężczyzny, wówczas obliczamy prawdopodobieństwo ojcostwa. Wiarygodna analiza musi potwierdzić ojcostwo z minimum 99,9999% prawdopodobieństwem.
Po wykonaniu kilku analiz wyniki są porównywane. Po tym przygotowywane jest sprawozdanie z przeprowadzanej ekspertyzy, które przekazywane jest osobie, sądowi lub innemu organowi zamawiającemu badanie.
Jak wykonać badanie?
Usługi z zakresu genetycznego ustalania ojcostwa świadczy Laboratorium Diagnostyki Molekularnej Genmed. Na stronie genmed.pl, genomio.pl i medicogen.com znajdziecie informacje jak:
– zamówić zestaw do testów na ojcostwo
– przygotować się do badania i samemu pobrać materiał
– zabezpieczyć i odesłać materiał, a następnie odebrać wyniki.