Ένζυμα περιορισμού που χρησιμοποιούνται στην ιατροδικαστική επιστήμη

Το προφίλ DNA είναι ένα συστατικό της εγκληματολογικής επιστήμης που προσδιορίζει τα άτομα με βάση το προφίλ του DNA. Για πρώτη φορά που εφαρμόστηκε από τον Sir Alec Jeffreys το 1984, η αποτύπωση δακτυλικών αποτυπωμάτων DNA έγινε σημαντική προσθήκη στο ιατροδικαστικό κιτ εργαλείων.

Το "δακτυλικό αποτύπωμα" του DNA βασίζεται στην ανακάλυψη του Jeffreys ότι το ανθρώπινο γονιδίωμα, πολύ μεγάλο ώστε να είναι εφικτή αλληλουχία στο σύνολό του, περιέχει τμήματα που είναι πολύ μεταβλητά μεταξύ των ανθρώπων. Λόγω αυτού του γεγονότος, αυτές οι σύντομες αλληλουχίες παρέχουν έναν προσβάσιμο τρόπο για την ταυτοποίηση ενός ατόμου μέσω του DNA του.

Σήμερα, οι εγκληματολόγοι επιστήμονες χρησιμοποιούν 13 περιοχές DNA για να πραγματοποιήσουν δακτυλικά αποτυπώματα DNA. Σύμφωνα με την ιστοσελίδα του Human Genome Project, η χρήση ενός τόσο μεγάλου αριθμού περιοχών αυξάνει τις πιθανότητες προσδιορίζοντας τις διαφορές μεταξύ των ατόμων, αλλά δεν είναι τόσο πολύ που η διαδικασία είναι πολύ δαπανηρή ή πολύ χρονοβόρος.

Τα ένζυμα περιορισμού δρουν σαν ψαλίδι και κόβουν το DNA σε πολύ συγκεκριμένες γνωστές αλληλουχίες DNA.

Σκεφτείτε μια περίπτωση στην οποία έχουμε δείγμα αίματος στη σκηνή ενός εγκλήματος και δείγματα DNA από αρκετούς υπόπτους. Το DNA πρώτα απομονώνεται από το αίμα. Στη συνέχεια, τα ένζυμα περιορισμού χρησιμοποιούνται για την απομάκρυνση των 13 περιοχών ξεχωριστά από το DNA προς αποτύπωση. Αυτές οι περιοχές στη συνέχεια απομονώνονται από το υπόλοιπο DNA.

Με τις απομονωμένες περιοχές DNA του δείγματος του εγκλήματος και τις ύποπτες περιοχές DNA, τα ένζυμα περιορισμού χρησιμοποιούνται ξανά για να τεμαχίσουν το DNA σε μικρότερα τμήματα διαφορετικών μηκών. Προηγουμένως, δεν είναι γνωστό πού θα κόψουν τα ένζυμα ή πόσο θα είναι τα τμήματα. Δεν είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε. Μετά την κοπή, τα δείγματα απεικονίζονται σε γέλη αγαρόζης. Αυτή η μέθοδος δείχνει το μέγεθος των τομών που παράγονται από τα ένζυμα περιορισμού.

Επειδή αυτές οι περιοχές είναι πολύ μεταβλητές μεταξύ ατόμων, η διαθεσιμότητα περιοχών περιορισμού ενζύμων είναι διαφορετική για διαφορετικούς ανθρώπους. Επομένως, το DNA κάθε ατόμου θα κοπεί σε τμήματα διαφορετικών μεγεθών και θα εμφανίσει ένα διαφορετικό μοτίβο αυτών των κομματιών όταν απεικονιστεί. Συγκρίνοντας το δείγμα της σκηνής του εγκλήματος με τα ύποπτα δείγματα σε 13 διαφορετικές περιοχές δακτυλικών αποτυπωμάτων, οι εγκληματολόγοι επιστήμονες μπορούν να δουν ποια δείγματα ταιριάζουν με τη σκηνή του εγκλήματος. Με αυτόν τον τρόπο, τα ένζυμα περιορισμού παρέχουν ανεκτίμητες πληροφορίες και βοηθούν στην επίλυση εγκλημάτων κάθε μέρα.