ดีเอ็นเอ กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก และรูปแบบของการการวิเคราะห์

ดีเอ็นเอ กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก คำว่า กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก ซึ่งเคยใช้โดยนักวิทยาศาสตร์เท่านั้น ได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของคำศัพท์ของเราทุกวัน แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะไม่รู้ถึงผลกระทบของการใช้กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกที่มีต่อทุกสิ่งตั้งแต่ระบบศาลไปจนถึงลำดับวงศ์ตระกูล แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะไม่รู้ถึงความขัดแย้ง ในทางทฤษฎีแล้ว เราแต่ละคนสามารถมีโปรไฟล์ที่สามารถระบุตัวตนของเราได้ด้วยกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกของเรา

แต่หลายคนกังวลว่าโปรไฟล์นั้นจะถูกนำไปใช้อย่างไร คุณอาจทราบดีว่ากรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกคืออะไร อ่านเรื่องเต็มว่ากรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกทำงานอย่างไร อย่างไรก็ตาม สิ่งที่คุณอาจไม่ทราบแน่ชัดคือข้อมูลประเภทใดที่หลักฐานกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกให้ผล วิธีดำเนินการและวิเคราะห์ข้อมูลนั้นอย่างไร นั่นคือที่มาของการวิเคราะห์ กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก

ในสถานการณ์ใดก็ตาม ที่อาจใช้กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกจะต้องสร้างโปรไฟล์กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกหรือการพิมพ์ทางพันธุกรรม การวิเคราะห์ กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกเป็นเพียงการรวบรวม ประมวลผล และวิเคราะห์จำนวนตัวแปรตีคู่ซ้ำ ซึ่งเป็นลำดับเฉพาะบนตำแหน่ง พื้นที่บนโครโมโซม VNTR ย่อมาจากจำนวนซ้ำแบบแปรผัน หมายความว่าจำนวนซ้ำหรือจำนวนคู่ของนิวคลีโอไทด์แตกต่างกัน ลำดับดีเอ็นเอส่วนใหญ่ ในแต่ละคนดูคล้ายกันเกินกว่าจะแยกแยะได้

อย่างไรก็ตาม หลังจากประมวลผลแล้ว จำนวนตัวแปรตีคู่ซ้ำจะส่งผลให้มีแถบความถี่ที่ไม่ซ้ำกันพอที่จะใช้ในการระบุตัวตนได้ ความแตกต่างเหล่านี้ถูกค้นพบในปี 1984 โดย อเล็ค เจฟฟรียส์ ขณะที่กำลังดูผลการทดลอง โดยใช้กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกของสมาชิกในครอบครัวที่แตกต่างกันของช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการคนหนึ่งของเขา จนกระทั่งปี 1987 เมื่อเทคนิคนี้ถูกนำไปขาย

ห้องปฏิบัติการของอเล็ค เจฟฟรียส์ เป็นแห่งเดียวในโลกที่ทำกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกลายนิ้วมือ ชื่อเดิมสำหรับการวิเคราะห์ กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก ซึ่งถูกเปลี่ยนเนื่องจากความสับสนกับลายนิ้วมือจริง การสร้างโปรไฟล์กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก หากพวกเขาทั้งหมดควรได้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกัน โปรไฟล์กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกที่ไม่ซ้ำกัน เหตุใดจึงมีเทคนิคที่แตกต่างกันมากมาย

สำหรับการวิเคราะห์ เทคนิคใดที่จะใช้ขึ้นอยู่กับปัจจัย 2 ถึง 3 ประการ ได้แก่ ค่าใช้จ่าย เวลาที่สามารถวิเคราะห์ได้ และคุณภาพและปริมาณของตัวอย่างดีเอ็นเอที่มีอยู่ วิธีแรกในการสร้างโปรไฟล์กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกคืออาร์เอฟแอลพีหรือการจำกัดความยาวแฟรกเมนต์ที่หลากหลายอาร์เอฟแอลพี ไม่ได้ใช้บ่อยนักในปัจจุบันเนื่องจากต้องใช้ตัวอย่างกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกจำนวนมาก มากถึง 25 เส้นผมหรือของเหลวในร่างกายขนาดนิกเกิล

และอาจใช้เวลานานถึง 1 เดือน จึงจะเสร็จสมบูรณ์ นอกจากนี้ยังต้องตรวจสอบส่วนต่างๆของสาย ดีเอ็นเอ เพื่อหารูปแบบต่างๆ ซึ่งใช้เวลานานและปล่อยให้มีช่องว่างมากขึ้น สำหรับความผิดพลาดของมนุษย์ บางขั้นตอนสำหรับการวิเคราะห์อาร์เอฟแอลพี ยังใช้ในการวิเคราะห์ กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกประเภทอื่นๆอีกด้วย สำหรับอาร์เอฟแอลพี ขั้นตอนคือแยกเซลล์เม็ดเลือด ขาวและเม็ดเลือดแดง ด้วยเครื่องหมุนเหวี่ยง

สกัดนิวเคลียสกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก จากเซลล์เม็ดเลือดขาว ซึ่งทำได้โดยการอาบน้ำเซลล์ในน้ำร้อน จากนั้นเติมเกลือ แล้วใส่ส่วนผสมกลับเข้าไปในเครื่องปั่นแยก ตัดสายดีเอ็นเอออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยโดยใช้เอนไซม์จำกัด วางชิ้นส่วนลงในปลายด้านหนึ่งของเตียงอะกาโรสเจลอิเล็กโตรโฟรีซิสที่มีขั้วไฟฟ้าอยู่ อะกาโรสเจลอิเล็กโตรโฟรีซิส ทำมาจากวุ้น ซึ่งเป็นสาหร่ายชนิดหนึ่งที่เปลี่ยนเป็นเจลาตินเมื่อละลายในน้ำเดือด

การใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อจัดเรียงส่วนของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกตามความยาว กระบวนการนี้เรียกว่าอะกาโรสเจลอิเล็กโตรโฟรีซิส อิเล็กโทรโฟรีซิสหมายถึงกระบวนการเคลื่อนโมเลกุล ที่มีประจุลบผ่านเจลด้วยไฟฟ้า ส่วนที่สั้นกว่าจะเคลื่อนห่างจากตำแหน่งเดิมมากขึ้น ในขณะที่ส่วนที่ยาวกว่าจะอยู่ใกล้กว่า ส่วนจะจัดเรียงเป็นแถวคู่ขนานกัน ใช้แผ่นไนโตรเซลลูโลสหรือไนลอนเพื่อซับดีเอ็นเอ แผ่นกระดาษมีรอยเปื้อน

ดังนั้นแถบกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกที่มีความยาวต่างกันจึงมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า การสร้างภาพรังสีอัตโนมัติจะถูกสร้างขึ้นโดยการรักษาแผ่นด้วยการฉายรังสี นี่คือภาพบนฟิล์มเอกซเรย์ที่หลงเหลือจากรูปแบบการสลายตัวของรังสี เครื่องบันทึกภาพอัตโนมัติที่มีแถบขนานสีเข้มที่โดดเด่น คือโปรไฟล์กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก การวิเคราะห์ ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส มักเป็นขั้นตอนแรกในการสร้างโปรไฟล์กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกในปัจจุบัน

ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส สามารถจำลองกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกจำนวนเล็กน้อยเพื่อสร้างตัวอย่างที่ใหญ่ขึ้นสำหรับการวิเคราะห์ ทำโดยใช้กระบวนการทำซ้ำซึ่งใช้เวลาประมาณห้านาที ประการแรก เพิ่มดีเอ็นเอพอลิเมอเรส ที่ทนความร้อนซึ่งเป็นเอนไซม์พิเศษที่จับกับกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกและช่วยให้สามารถทำซ้ำได้ จากนั้น ตัวอย่างกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกจะถูกทำให้ร้อนถึง 200 องศาฟาเรนไฮต์ 93 องศาเซลเซียส

เพื่อแยกเธรดออกจากกัน จากนั้นตัวอย่างจะถูกทำให้เย็นและอุ่นอีกครั้ง การอุ่นซ้ำจะเพิ่มจำนวนสำเนาเป็นสองเท่า หลังจากกระบวนการนี้ซ้ำประมาณ 30 ครั้ง จะมีกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกเพียงพอสำหรับการวิเคราะห์ต่อไป ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส เป็นขั้นตอนแรกในการวิเคราะห์ไมโครแซทเทลไลท์ ซึ่งเป็นอัลลีล เฉพาะที่มีขนาดเล็กมาก ในการทำซ้ำตามจำนวนตัวแปร อัลลีลเป็นคู่ของยีนที่เกิดขึ้นสลับกันที่จุดใดจุดหนึ่งหรือตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งบนโครโมโซม

มีการอธิบายไมโครแซทเทลไลท์ ความผันแปรในการวิเคราะห์ไมโครแซทเทลไลท์ คือสารพันธุกรรมในโครโมโซมเพศชาย วิเคราะห์เฉพาะไมโครแซทเทลไลท์ ที่พบในโครโมโซม Y ซึ่งมีเฉพาะผู้ชายเท่านั้น การวิเคราะห์ไมโครแซทเทลไลท์ มีประโยชน์หากตัวอย่างมีกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกผสมกัน จากทั้งชายและหญิง หรือในคดีล่วงละเมิดทางเพศกับชายที่ทำร้ายสารพันธุกรรมในโครโมโซมเพศชาย ได้รับการประมวลผลเช่นเดียวกับไมโครแซทเทลไลท์ ทั่วไป

เอเอฟแอลพีเป็นอีกเทคนิคหนึ่งที่ใช้ ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส เพื่อทำซ้ำกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกเช่นเดียวกับอาร์เอฟแอลพี จะใช้เอนไซม์จำกัดก่อน จากนั้น ขยายชิ้นส่วนโดยใช้ ปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส และจัดเรียงโดยใช้เจลอิเล็กโทรโฟรีซิส ข้อได้เปรียบของ เอเอฟแอลพี เหนือเทคนิคอื่นๆคือสามารถทำได้โดยอัตโนมัติและไม่มีค่าใช้จ่ายมากนัก อย่างไรก็ตามตัวอย่างกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกจะต้องมีคุณภาพสูง มิฉะนั้น อาจเกิดความผิดพลาดได้ ซึ่งเป็นกรณีของเทคนิคการวิเคราะห์ กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกส่วนใหญ่ นักวิเคราะห์สามารถบอกได้ว่าเส้นที่ยาวกว่าแยกออกจากกันเพราะพวกมันมัดแน่น

บทความที่น่าสนใจ : นิวเคลียร์ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นส่วนสำคัญในแผนพลังงาน