ДНК дактилоскопирование. Патент US5413908A⁠⁠

ДНК человека - это 3-х миллиардная строчка букв AGTC (725 Mb в заархивированном виде). ДНК разных людей отличаются менее чем на 0.6%. Различия встречаются только в определенных местах и в каждом месте “допускаются” определенные варианты изменений. В одном месте, например, бывает только замена “буквы A” на “T”, а в другом - отсутствие одного или нескольких блоков типа “ATG”.

С первого взгляда кажется, что ДНК дактилоскопирование даже проще, чем дактилоскопирование по отпечаткам пальцев. Нужно просто “читать” буквы в участках ДНК, где бывают отличия у людей и сравнивать их.

Проблема тут в том, что “читать” участки ДНК дорого даже сейчас, а лет 30-40 назад это было фантастически дорого и долго.

Тем не менее в 1984 году ученый Алек Джефрис зарегистрировал патент, в котором решил эту проблему. Он предложил для дактилоскопирования не читать ДНК, а измерять длину особых участков (микросателитов), длина которых у разных людей может сильно отличаться. И это произвело революцию в криминалистике. Дело в том, что измерить длину участка ДНК гораздо, ГОРАЗДО дешевле, проще и быстрее, чем прочитать его последовательность. Это можно делать в любой криминалистической лаборатории и именно этот метод используется до сих пор.

Измеряют длину ДНК с помощью электрофореза. Закапывают ДНК в тонкую, прозрачную трубочку с гелем с одного края, включают ток через трубочку и смотрят, как ДНК под действием тока движется к противоположному краю. Скорость продвижения молекул ДНК зависит от их длины.Измерив пройденный молекулами путь за определенное время, можно легко определить длину молекул.

Все просто, быстро и дешево!

Но остается вопрос  -  как добыть эти особые участки из ДНК человека, чтобы закапать их в электрофорез и измерить их длину. Ответ может удивить. Их не “добывают” из ДНК человека, а делают их точные копии! Есть магический “ПЦР” метод, который делает копии нужных участков ДНК в гигантских количествах, причем быстро и дешево. (подробности как- нибудь в другом посте).

Для понимания метода важно прояснить еще пару моментов.

Во первых, в ДНК "допускаются" только определенные варианты в каждом вариабильном участке. Например, участок с названием CSF1PO может иметь только 15 вариантов длины. Если сравнивать людей только по этому участку, то велик шанс случайного совпадения. Поэтому, например, в FBI используется 20 участков и тут случайное совпадение просто невероятно.

Во вторых, нужно вспомнить, что у нас две разных ДНК - от папы и от мамы. Поэтому каждый измеряемый участок будет иметь 2 длины. Т.е. в базе FBI профиль каждого человека это 40 цифр (40 длин вариабельных участков)

У этого метода сравнения ДНК есть и еще одно очень важное применение. Дело в том, что участки с вариабельной длиной наследуются. А значит можно этим же методом устанавливать родственные связи (отцовство, материнство). Но об этом в следующем посте (если будет интересно).