Co to jest analiza STR?
Sidebar do artykułu Terry’ego Taylora Wydłużenie czasu zbierania DNA w sprawach o napaść na tle seksualnym.
Najpopularniejszym obecnie rodzajem profilowania DNA w sprawach karnych i innych zastosowaniach kryminalistycznych jest analiza „STR” (short tandem repeat).
Używanie DNA do rozróżniania dwóch osób jest skomplikowane, ponieważ blisko 99,9 procent naszego DNA jest takie samo jak DNA wszystkich innych. DNA, które faktycznie koduje białka, nie może się zbytnio różnić, nie czyniąc białek nieskutecznymi. Cztery zasady nukleotydowe, które tworzą szkielet DNA, dostarczają instrukcji do montażu aminokwasów w białkach, będąc w precyzyjnej sekwencji, z każdą grupą trzech zasad kodujących konkretny aminokwas. Jeśli ta sekwencja baz DNA jest zmieniona (lub „zmutowana”, jak mówią naukowcy), sekwencja aminokwasów w powstałym białku może również ulec zmianie. W rezultacie, ponieważ funkcja białka wywodzi się z określonej sekwencji aminokwasów, białko może nie działać.
Pomyśl o DNA jako o „planie” domu, a o białkach jako o stali, drewnie, cegłach i zaprawie, z których dom zostanie zbudowany. Cegła, która jest głównie piasek zamiast gliny będzie kruszyć, a zaprawa z niewłaściwym stosunku cementu do kruszywa nie powiedzie się. Podobnie, białko z niewłaściwą sekwencją aminokwasów często nie będzie funkcjonować. (Ta analogia nie oddaje jednak złożoności systemu DNA-białko, ponieważ białka to nie tylko „cegły” i „drewno”. Niektórzy „czytają” „plan” i nadzorują budowę, inni są „murarzami” i „cieślami”, a jeszcze inni utrzymują i utrzymują funkcjonowanie domu po jego wybudowaniu). Niefunkcjonalne lub brakujące białka są podstawą wielu chorób genetycznych. Użyteczne różnice w DNA muszą być znalezione w pozostałej jednej dziesiątej jednego procenta, o której nie wiadomo, czy koduje cokolwiek konkretnego. Ponieważ ta część dokładnej sekwencji DNA nie jest tak ważna, jest ona dość zmienna, co umożliwia wykorzystanie DNA do rozróżniania poszczególnych osób.
Pośród około 3 milionów zasad DNA, które nie kodują białek, znajdują się regiony z wieloma kopiami krótkich powtarzających się sekwencji tych zasad, które tworzą szkielet DNA (na przykład TATT). Sekwencje te powtarzają się zmienną ilość razy u różnych osobników. Takie regiony nazywane są „zmienną liczbą krótkich powtórzeń tandemowych” i stanowią podstawę analizy STR. Zbiór tych regionów może dać niemal niezbity dowód statystyczny na tożsamość danej osoby, ponieważ prawdopodobieństwo, że dwie niespokrewnione osoby mają taką samą liczbę powtórzeń sekwencji w tych regionach staje się coraz mniejsze, gdy analizuje się więcej regionów.
Chromosomy autosomalne to te, które nie biorą udziału w określaniu płci danej osoby, a STR na tych chromosomach nazywane są autosomalnymi STR. Inne STR wykorzystywane do celów kryminalistycznych nazywane są Y-STR, które pochodzą wyłącznie z męskiego chromosomu Y determinującego płeć. Profile oparte na autosomalnych STR zapewniają znacznie większą moc statystyczną niż profile oparte na Y-STR, ponieważ autosomalne DNA jest losowo wymieniane pomiędzy dopasowanymi parami chromosomów w procesie tworzenia komórek jajowych i plemników. To właśnie dlatego, przy miliardach ludzi na planecie, żadne dwie osoby, które nie są identycznymi bliźniakami, nie są dokładnie takie same. Profile oparte na Y-STR są statystycznie słabsze, ponieważ tylko mężczyźni mają chromosom Y, a wszyscy mężczyźni otrzymują go od swoich ojców, więc wszyscy mężczyźni w każdej linii ojcowskiej mają prawie identyczne chromosomy Y. Biorąc pod uwagę wystarczającą ilość Y-STR, które naukowcy nazywają loci, profil Y-STR może oferować znaczną moc do rozróżniania jednostek, ale ten typ profilu z pewnością nie jest tak potężny jak autosomalny profil STR.
W Stanach Zjednoczonych 13 autosomalnych loci STR jest obecnie akceptowanych jako system używany do celów kryminalistycznych. Biorąc pod uwagę solidną próbkę DNA z miejsca zbrodni z dobrymi danymi dla wszystkich 13 STR, prawdopodobieństwo, że osoba niespokrewniona z faktycznym sprawcą będzie miała idealne dopasowanie dla wszystkich 13 wynosi zazwyczaj około 1 na 1 miliard. Dla kontrastu, eksperymentalna praca z bardzo solidnym zestawem 30 loci Y-STR wykazała prawdopodobieństwo około 1 na 50,000 dla idealnej zgodności.
Oto artykuł
Ten artykuł ukazał się w NIJ Journal Issue 267, March 2011, jako sidebar do artykułu Extending the Time to Collect DNA in Sexual Assault Cases autorstwa Terry Taylor.