اسيد دي اكسي ريبونوكلئديك يا DNA

DNA مولكولي است كه داراي تمام اطلاعات براي زندگي است DNA حاوي كليدي براي هر يكتايي مشخص است . در سطح كوچك ، DNA بصورت يك مارپيچ دوبل (مضائف) سازمان داده مي شود كه بارها پيچيده مي شود تا اجازه انطباق در يك فضاي فشرده را بدهد .

در انسانها تمام DNA در داخل ۴۶ مولكول مجزا موسوم به كروموزوم قرار مي گيرد . اين كروموزوم ها هركدام داراي هزاران ژن هستند و هر ژن نحوه ايجاد يك پروئين خاص لازم براي عمل سلولي را مشخص مي كند . DNA اطلاعات ژنتيك را با استفاده از نوكلئوتيدها حفظ مي كنند . شبيه به يك اثر انگشت توالي DNA ما را بصورت فردي متمايز معين مي كند .

علوم قضايي و DNA :
محققان جنايي تحليل DNA را به عنوان مهمترين پيشرفت در جنايات جنگي معرفي كرده اند (پس از اثر انگشت) آزمايشات DNA در بررسي هاي جنايي به سرعت در طول سالها رشد كرده است . تحليل DNA متكي بر خصوصيت اصلي DNA است . يعني تركيب بندي مانند سلولهاي يك فرد يكسان است . دانشمندان قضايي بررسي توالي هاي ژنتيك موسوم به علامت گذارها تمركز مي كنند كه آرايش اطلاعات ژنتيك آن بسيار متغير است و براي هر فرد منحصر است . دانشمندان قضايي تمايل دارند تا هفت علامتگذار را آزمايش كنند كه حاوي هزاران زوج باز است . اين هفت علامت گذار پروفيل ژنتيك را تشكيل مي دهند كه در تحليل هاي قضايي به كار مي روند .

متخصصان در جستجوي انطباق هاي بين DNA خارج شده از خون يا
نمونه هاي بافت باقي مانده در صحنه يك جنايت است و DNA از نمونه هاي خود شخص مضنون گرفته مي شود . مانند اثر انگشت كه توسط كاراگاهان و آزمايشگاههاي پليس استفاده مي شوند . در طي اوايل دهه ۱۹۰۰ هر شخص داراي يك DNA منحصر بوده است . DNA براي هر سلول بافت و اندام يك شخص يكسان است و نمي تواند توسط هر نوع روشي تغيير داده شود . در نتيجه DNA به سرعت روش اصلي براي تعيين هويت و تمايز بين افراد انسان است .

DNA چگونه كار مي كند ؟
Souther n Blot راهي براي تحليل الگوهاي ژنتيك است كه در DNA يك
شخص ظاهر مي گردد .
۱-جدا كردن DNA مورد سوال از بقيه ماده سلولي در هسته و
مي تواند به طور شيميائي يا استفاده از يك ماده پاك كننده براي شستشوي ماده اضافي از DNA يا به طور مكانيكي توسط بكار بردن يك مقدار زياد فشار براي بيرون راندن آن صورت مي گيرد .
۲-بريدن DNA به چندين قطعه از اندازه هاي مختلف : اين كار توسط استفاده از يك يا چند آنزيم محدوديت انجام مي شود.

۳-ذخيره كردن قطعات DNA فرايندي كه توسط آن جدايش اندازه «بخش بندي اندازه» انجام مي شود . موسوم به الكتروفورليس ژل مي باشد . DNA بهداخل يك ژل ريخته مي شود مثل آگاروز و يك بار الكتريكي براي ژل بكار مي رود ، داراي بار مثبت در پائين و بار منفي در بالا است . چون DNA داراي بار منفي است قطعات DNA بطرف پائين ژل جذب خواهد شد . قطعات كوچكتر مي توانند سريعتر حركت كنند و بنابراين به طرف پائين مي رانند (نه قطعات بزرگتر) قطعات به اندازه هاي مختلف DNA توسط اندازه جدا مي شوند و داراي قطعات كوچكتر به طرف پائين و قطعات بزرگتر به طرف بالا مي باشند .

۴-طبيعت زدايي DNA : طوري كه تمام DNA تك رشته مي شود . اين امر مي تواند توسط گرم كردن يا عمليات شيميائي DNA در ژل صورت گيرد.

۵- DNA Bletting : ژل با DNA خورد شده از لحاظ اندازه براي يك ورق از كاغذ نيتروسلولز بكار مي رود . و سپس براي اتصال دائمي DNA به ورق پخته مي شود . souther n Blet و يك probe ژنتيك راديواكتيو است كه در واكنش هيبريداسيون (آميختگي) با DNA مورد سوال بكار برده مي شود . اگر يك اشعه X از سوترن بلوت گرفته شود پس از اينكه يك پروب راديواكتيو اجازه يافت كه با DNA طبيعت زدايي شده بر روي كاغذ متصل شود فقط نواحي اي كه به اتصالات پروب مي چسبد (قرمز) بر روي فيلم نشان داده خواهد شد . اين امر اجازه مي دهد كه محققان DNA شخص خاصي را تعيين كنند . وقوع و كثرت الگوي ژنتيك خاص موجود در پروب را تعيين كنند .

ايجاد يك پروب راديواكتيو :
۱-پليمراز DNA را بدست‌آوريد . (صورتي) DNA راديواكيتو شونده
را در داخل يك لوله قرار دهيد .

۲-nick ها يا شكستگي هاي افقي را در امتداد يك رشته وارد كنيد ، در داخل DNA شما مي خواهيد برچسب راديواكتيو داشته باشيد . از همان زمان، نوكلئوتيدهاي مجزا را به DNA اضافه كنيد كه يكي از آنها (آبي روشن) راديواكتيو است .
۳-پليمراز DNA (صورتي) را به لوله داراي DNA و نوكلئوتيدهاي مجزا اضافه كنيد . پليمر از DNA فوراً به nick هاي در DNA جذب مي شوند و سعي مي كنند تا DNA را ترميم كنند . از انتهاي ۵ آغاز كنيد . به طرف انتهاي ۳ حركت كنيد .

۴-پليمراز DNA ترميم DNA را آغاز مي كند . و تمام پيوندهاي موجود در جلوي آن را خراب مي كند و نوكلئوتيدهاي جديد را قرار مي دهد كه از نوكلئوتيدهاي مجزاي آميخته در لوله جمع آوري مي شود (در پشت آن) . هر زمان يك باز G در رشته پائيني خوانده مي شود يك باز راديواكتيو C در رشته جديد قرار داده مي شود . (آبي روشن) . در اين حالت رشته كه توسط پليمراز DNA ترميم مي شود ، راديواكتيو مي شود (توسط ورود بازهاي C راديواكتيو) .

۵-سپس DNA گرم مي شود و در رشته DNA رااز هم جدا مي كند . اين امر قطعات راديواكتيو و غير اكتيو تك رشته را ايجاد مي كند . DNA راديواكتيو ، اكنون موسوم به پروب (آبي روشن ) ، آماده استفاده است .

ايجاد يك واكنش هيبريداسيون :
۱-هيبريداسيون با هم مي آيد ، يا دو رشته ژنتيك را متصل مي كند ، اتصال رخ مي دهد كه بدليل اتصالات هيدروژن بين زوجهاي باز است . بين يك باز A و يك باز آ / دو پيوند هيدروژن وجود دارد ، بين يك باز C و يك باز G ، سه پيوند هيدروژن وجود دارد .
۲-هنگام استفاده از هيبريداسيون در آزمايشگاه ، DNA بايد ابتدا
طبيعت زدايي شود ، معمولاً با استفاده از گرما يا مواد شيميايي اين كار صورت مي گيرد . طبيعت زدايي فرايندي است كه توسط آن پيوندهاي هيدروژن DNA و رشته هاي اوليه شكسته مي شود و يك رشته واحد از DNA رها مي كنند كه بازهاي آنها براي پيوند هيدروژني موجود هستند .

۳-هنگامي كه DNA طبيعت زدايي شده است ، يك پروب راديواكتيو تك رشته مي تواند بكار برود تا ملاحظه گردد آيا DNA طبيعت زدايي شده حاوي يك توالي مشابه با مورد بر روي پروب است يا خير .
DNA طبيعت زدايي شده در داخل يك كيف پلاستيك گذاشته مي شود ، همراه با پروب و مقداري مايع نمكي . كيف تكان داده مي شود . اگر پوب يك انطباق پيدا كند ، به DNA وصل خواهد گرديد .
۴-انطباق پروب با DNA مجبور نيست كه دقيق باشد . توالي هاي هملوگي متغير مي تواند به DNA بچسبد حتي اگر انطباق ضعيف باشد ، هر چند انطباق ضعيف تر باشد ، پيوندهاي هيدروژن كمتري بين پروب و DNA طبيعت زدايي شده وجود دارد .
توانايي پروبهاي كم همولوگي براي اتصال به DNA مي تواند از طريق تغيير دادن دماي محيط واكنش هيبريداسيون و يا توسط تغيير دادن مقدار نمك در مخلوط sloshing صورت گيرد .

VNTR ها :
هر رشته DNA داراي قطعات است كه حاوي اطلاعات ژنتيك است كه
توسعه ارگانيسم ها (اكسونها) و قطعاتي را اعلام مي نمايد كه هيچ اطلاعات ژنتيك مرتبط را ابداً عرضه نمي كند (اييترونها) .

اگرچه اينترون ها ممكن است بي فايده به نظر برسند ، متوجه شده اند كه آنها حاوي توالي هاي تكراري از زوج هاي باز است . اين توالي هاموسوم به تكرارهاي تصادفي عدد متغير (VNTR) مي تواند حاوي ۲۰ تا ۱۰۰ روج باز باشد .
هر انساني داراي VNTR ها است . براي تعيين اينكه آيا يك شخص داراي VNTR خاص است يا خير ، يك سوترن بلوت انجام مي شود ، و سپس سوترن بلوت پروب مي شود ، از طريق يك واكنش هيبريداسيون ، با يك نسخه راديواكتيو از VNTR مورد سوال .

الگويي كه از اين فرآيند حاصل مي شود اغلب موسوم به يك اثر انگشتDNA است . يك VNTR مشخص مفروض از اطلاعات ژنتيكي مي آيد كه توسط والدين اش بخشيده مي شود . او VNTR ها را از مادر يا پدرش به ارث برده است يا از هر دو ولي هرگز يك VNTR از والدين او ندارند . الگوهاي VNTR براي خانم Nguyem (آبي) آقاي نگوين (زرد) و چهار فرزند آنها D1 و D2 و S1 و S2 است .

به دليل آنكه الگوهاي VNTR از لحاظ ژنتيكي به ارث مي روند ، يك الگوي VNTR كم و بيش بي نظير است . هرچه پروب هاي VNTR بيشتري براي تحليل يك الگوي VNTR مشخص بكار برده شود ، آن الگو متمايز تر است يا اثر انگشت DNA چنين خواهد بود .

مشكلات با اثر انگشت DNA :
مانند هر چيز ديگري در جهان علم ، هيچ چيزي درباره اثر انگشت DNA صد در صد تضميني نمي باشد . اصطلاح اثر انگشت DNA يك الگويي است كه براي شخص خاص براي هر كسي منحصر به فرد است . در واقع تمام آنگه كه الگوي VNTR مي تواند انجام دهد ارائه يك احتالاتي است كه شخص مورد سوال درواقع كسي است كه الگوي VNTR به او تعلق دارد .

اگر احتمالات يك در بيست ميليون باشد ، كه نشان مي دهد يك شخص مي تواند با اثر انگشت DNA منطبق باشد ، آنگاه‌ آن احتمال ممكن است يك در بيست باشد و يك مقدار زياد از شك را با رعايت هويت خاص مالك الگوي VNTR را رها مي كند .