Του Θεόδωρου Δημούδη,
Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται μια πρωτοφανής άνοδος της εγκληματικότητας που χαρακτηρίζεται όχι μόνο από περισσότερα σε αριθμό εγκλήματα, αλλά και από πιο ειδεχθή και αποτρόπαια μέσα. Το γεγονός αυτό οδηγεί στην πολύωρη ενασχόληση των Μέσων Μαζικής Ενημέρωσης με εγκληματικές πράξεις και συνεπώς στην προβολή του τεχνολογικού και επιστημονικού τρόπου εξιχνίασης αυτών. Όλα αυτά, σε συνδυασμό με την εμφάνιση αστυνομικών τηλεοπτικών σειρών όπως το CSI, φέρνουν στο παρασκήνιο την ανάλυση του DNA και διεγείρουν τη φαντασία μας σχετικά με τις μεθόδους της Μοριακής Βιολογίας, της Βιοχημείας και της Γενετικής που χρησιμοποιούνται για τη διαλεύκανση του εγκλήματος.
Οι αρχές της ταυτοποίησης του DNA
Η μεθοδολογία που κρύβεται πίσω από την ταυτοποίηση του γενετικού υλικού του υπόπτου ονομάζεται DNA fingerprinting και, όπως θα δούμε παρακάτω, έχει σπουδαίες εφαρμογές στην ιατροδικαστική και στον έλεγχο συγγένειας. Η αρχή της μεθόδου έγκειται στο γεγονός ότι παρ’ όλο που το 99,9% του DNA είναι ίδιο μεταξύ των ανθρώπων, υπάρχουν πολυμορφισμοί του DNA που παρατηρούνται σε μεγάλο αριθμό γενετικών τόπων και καθιστούν το γονιδίωμα καθενός από εμάς μοναδικό (εξαίρεση αποτελούν τα μονοζυγωτικά δίδυμα). Επομένως, μπορούμε, συγκρίνοντας δύο δείγματα γενετικού υλικού, να αποφανθούμε αν ανήκουν στο ίδιο άτομο ή όχι.
Πολυμορφισμοί DNA είναι οι εναλλακτικές μορφές (αλληλόμορφα) ενός χρωμοσωμικού τόπου οι οποίες διαφέρουν ως προς την αλληλουχία των νουκλεοτιδίων (Α, Τ, G, C). Το DNA fingerprinting εξετάζει τους πολυμορφισμούς σε τμήματα του DNA που ονομάζονται βραχείες διαδοχικές επαναλήψεις (STR) ή αλλιώς μικροδορυφόροι. Οι STR αποτελούνται από μια σειρά επαναλαμβανόμενων νουκλεοτιδίων μήκους 2-6 ζεύγη βάσεων που επαναλαμβάνονται διαδοχικά από λίγες έως 100 φορές. Υπάρχουν πολλά STR σε όλο το γονιδίωμα, καθένα από τα οποία έχει διαφορετικές επαναλαμβανόμενες μονάδες με διαφορετικό αριθμό επαναλήψεων. Όλοι έχουν το ίδιο STR στο ίδιο σημείο στο γονιδίωμα, αλλά ο αριθμός των επαναλήψεων ποικίλλει μεταξύ των ατόμων. Για παράδειγμα, κάποιος έχει μια μονάδα CAG που επαναλαμβάνεται 4 φορές, ενώ κάποιος άλλος έχει CAG που επαναλαμβάνεται 8 φορές. Οι διαφορές στον αριθμό των επαναλήψεων σημαίνει ότι οι άνθρωποι έχουν STR διαφορετικών μηκών που μπορούν εύκολα να μετρηθούν χρησιμοποιώντας μερικές εργαστηριακές τεχνικές.
Τεχνική της διαδικασίας και διεθνή πρότυπα
Το αρχικό στάδιο της διαδικασίας περιλαμβάνει την απομόνωση του DNA από ένα δείγμα όπως αίμα, σάλιο, τριχοθυλάκια, σπέρμα και άλλα, που συλλέχθηκαν για παράδειγμα από έναν τόπο εγκλήματος, έναν ύποπτο ή ένα άτομο σε μια υπόθεση πατρότητας. Αφού λυθούν τα κύτταρα του δείγματος και απομονωθεί το DNA, τότε ο γενετικός τόπος κάθε STR που αναλύεται αντιγράφεται πολλές φορές με την τεχνική της PCR και τα τμήματα STR διαχωρίζονται ανάλογα με το μέγεθός τους με ηλεκτροφόρηση σε πήκτωμα αγαρόζης. Στις Η.Π.Α., το FBI αναλύει 13 δείκτες STR, ενώ σύμφωνα με τα ευρωπαϊκά δεδομένα αναλύονται 12 δείκτες. Έπειτα από μερική επικάλυψη αυτών των δύο, προέκυψε ένα πρότυπο ανάλυσης 18-20 δεικτών STR συνολικά.
Το προφίλ από το δείγμα του τόπου εγκλήματος συγκρίνεται με το δείγμα τoυ υπόπτου. Εάν τα προφίλ STR από τα δύο δείγματα δεν ταιριάζουν, τότε η σχέση του ατόμου με το έγκλημα αποκλείεται, ενώ αν τα δείγματα ταιριάζουν σε όλα τα υπό ανάλυση STR, τότε γίνεται ένας στατιστικός υπολογισμός, βάσει του οποίου προσδιορίζεται η συχνότητα εμφάνισης του πλήρους συνόλου των STR στον εθνικό πληθυσμό που ανήκει το άτομο. Η πιθανότητα δύο άτομα να έχουν πανομοιότυπους δείκτες σε καθένα από τους 13 διαφορετικούς τόπους STR εντός του DNA τους υπερβαίνει το 1:1.000.000.000, δηλαδή η πιθανότητα το δείγμα να προέρχεται από κάποιον άλλον εκτός του υπόπτου είναι 1 στο 1 δισεκατομμύριο. Τα προφίλ DNA του τόπου εγκλήματος εισάγονται σε βάσεις δεδομένων όπου εκεί μπορεί να γίνει σύγκριση με άλλα προφίλ και να βρεθεί το αν συσχετίζεται με άλλα εγκλήματα ή με κάποιον ήδη γνωστό εγκληματία. Το πρόγραμμα CODIS του FBI είναι το σημαντικότερο λογισμικό υποστήριξης τέτοιων βάσεων δεδομένων DNA ποινικής δικαιοσύνης, ενώ και η Ελλάδα διατηρεί το δικό της Εθνικό Αρχείο Δεδομένων Γενετικών Τύπων.
Τεστ ελέγχου πατρότητας
Στην περίπτωση ταυτοποίησης του DNA σε μια περίπτωση ελέγχου πατρότητας, είναι απαραίτητη η λήψη δείγματος (συνήθως αίματος) από τον υποτιθέμενο πατέρα και το παιδί, ενώ επιθυμητή κρίνεται και η συμμετοχή της μητέρας. Η διαδικασία είναι η ίδια που περιγράφηκε και πριν, μόνο που τώρα γίνεται συσχέτιση ορισμένων STR του παιδιού με τα αντίστοιχα του πατέρα και της μητέρας. Καθώς το παιδί έχει κληρονομήσει το 50% του γενετικού υλικού της μητέρας του και το 50% του πατέρα του, θα πρέπει για κάθε STR να έχει ένα αλληλόμορφο ίδιου μήκους με αυτό της μητέρας του και ένα αλληλόμορφο ίδιου μήκους με αυτό του πατέρα του. Στην περίπτωση που ο φερόμενος ως πατέρας δεν έχει κανένα αλληλόμορφο κοινό με το παιδί, τότε δεν είναι γονέας του (αποκλεισμός). Στην περίπτωση, όμως, που παρουσιάζουν κοινά αλληλόμορφα (συσχετισμός), είναι απαραίτητος ο υπολογισμός της συχνότητας εμφάνισης των αλληλόμορφων STR στον εθνικό πληθυσμό που προέρχεται ο άντρας, καθώς η ομοιότητα μπορεί να οφείλεται στην τύχη, λόγω του ότι άτομα με κοινή καταγωγή είναι πιθανότερο να έχουν κοινά αλληλόμορφα. Έτσι, η εξέταση πρέπει να περιλαμβάνει αρκετούς δείκτες STR, ώστε να ελαχιστοποιηθεί η πιθανότητα το αποτέλεσμα να είναι τυχαίο.
Γενεαλογικοί δείκτες στην ιατροδικαστική
Μια άλλη εφαρμογή της μεθόδου περιλαμβάνει τη μελέτη STR που βρίσκονται στο χρωμόσωμα Y. Το χρωμόσωμα Y κληροδοτείται εξολοκλήρου και αποκλειστικά από τον πατέρα στον γιο, γεγονός που σημαίνει ότι όλα τα αρσενικά άτομα μιας οικογένειας με κοινό αρσενικό πρόγονο φέρουν πανομοιότυπο Y απλότυπο. Έτσι, η ανάλυση αυτή χρησιμοποιείται στη μελέτη του γενετικού υλικού που προέρχεται από αρσενικό-/ά άτομο-/α σε περίπτωση συνύπαρξης σε μεικτό γενετικό υλικό με υλικό θηλυκού ατόμου (π.χ. σεξουαλικές επιθέσεις), αλλά και στην εξακρίβωση κοινής πατρικής γενιάς μεταξύ ατόμων.
Ομοίως, το μιτοχονδριακό DNA κληρονομείται αποκλειστικά από τη μητέρα, πράγμα που σημαίνει πως όλα τα μέλη μιας οικογένειας με κοινό θηλυκό πρόγονο φέρουν πανομοιότυπη αλληλουχία γενετικού υλικού στα μιτοχόνδριά τους. Επιπλέον, το μιτοχονδριακό DNA είναι πιο ανθεκτικό σε σχέση με το πυρηνικό και απαντάται σε πολύ περισσότερα αντίγραφα ανά κύτταρο. Επομένως, η ανάλυση του μιτοχονδριακού DNA χρησιμοποιείται όταν η ανάλυση του πυρηνικού δεν είναι εφικτή σε περιπτώσεις όπως ταυτοποιήσεις πτωμάτων που το γενετικό υλικό έχει φθαρεί λόγω σήψης, στις αναλύσεις πολύ παλιών οστών, σε αναλύσεις μικρής ποσότητα βιολογικού υλικού ή τριχών χωρίς ρίζα. Έτσι, γίνεται εφικτή η ταυτοποίηση της κοινής μητρικής γενιάς σε πολύ δύσκολες περιστάσεις με κακής ποιότητας δείγματα.
Επιλογικά, η εξιχνίαση ενός εγκλήματος με βάση την ανάλυση υπολειμμάτων του DNA δεν εμπίπτει στον χώρο της επιστημονικής φαντασίας, αλλά αποτελεί μια πρακτική ρουτίνας των διωκτικών αρχών διεθνώς. Η επιστημονική βάση της μεθόδου είναι ακριβής και κατά τεκμήριο δεν αμφισβητείται. Έτσι, με το DNA fingerprinting δίνονται λύσεις σε πολλά προβλήματα της σύγχρονης ζωής, πέραν της σύλληψης εγκληματιών, όπως στις ταυτοποιήσεις σορών σε πολύνεκρα ατυχήματα, στην αναγνώριση θυμάτων από ναυάγια με πρόσφυγες, στην εύρεση χαμένων συγγενικών προσώπων. Ταυτόχρονα, όμως, εγείρονται και προβληματισμοί σχετικά με την πρόσβαση σε ευαίσθητα προσωπικά δεδομένα, όπως είναι το γενετικό υλικό του καθενός.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- DNA Τεστ Πατρότητας, DNAlogy.eu. Διαθέσιμο εδώ
- Ανάλυση στο Υ χρωμόσωμα, DNAlogy.eu. Διαθέσιμο εδώ
- Ανάλυση Μιτοχονδριακού DNA, DNAlogy.eu. Διαθέσιμο εδώ
- Forensics and DNA: Ηow genetics can solve crimes, Hudsonalpha.org. Διαθέσιμο εδώ
- Roewer, L. DNA fingerprinting in forensics: past, present, future. Investig Genet 4, 22 (2013). Διαθέσιμο εδώ
- The FBI’s CODIS Program, fbi.gov. Διαθέσιμο εδώ
- Peter J. Russell, iGenetics Μια Μεντελική Προσέγγιση, Pearson Benjamin Cummings, 2013, Αλεξανδρούπολη
