Rozwój badań DNA znacznie usprawnił pracę służb zajmujących się poszukiwaniem przestępców, gdyż do zidentyfikowania ofiary lub sprawcy czynu karalnego wystarczy najdrobniejszy ślad biologiczny. Posiadając informacje zawarte w kodzie genetycznym, nie tylko łatwiej i z większą skutecznością rozwiązuje się zagadki kryminalne, ale też ustala ojcostwo czy poddaje rozpoznaniu osoby zaginione.

Już wiesz
  • badania molekularne znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach nauki;

  • wykorzystując reakcję PCR, tworzy się profile genetyczne;

  • każdy organizm posiada swój unikatowy identyfikator – sekwencje genetyczne.

Nauczysz się
  • wyjaśniać, na czym polega ustalanie ojcostwa oraz analizować wyniki testów genetycznych;

  • wymieniać ślady biologiczne analizowane w badaniach DNA w sądownictwie;

  • opisywać zastosowania metod molekularnych w sądownictwie;

  • oceniać przydatność badań DNA w identyfikacji ofiar przestępstw.

1. Ustalanie ojcostwa

W Stanach Zjednoczonych ok. 30% mężczyzn wzywanych na badania genetyczne w celu ustalenia ojcostwa nie ma wspólnych genów z dzieckiem, o którego ojcostwo są podejrzewani. Na tej podstawie szacuje się, że przeszło 1 mln Amerykanów wychowuje nie swoje dzieci, nie wiedząc o tym. Z tego względu oraz z powodu obniżania kosztów badań ustalanie ojcostwa staje się coraz bardziej popularne nie tylko w USA.

Wymaga to pobrania materiału genetycznego od dziecka oraz domniemanego ojca. Próbka pozyskiwana jest najczęściej bezboleśnie w postaci wymazu z jamy ustnej, z wewnętrznej strony policzka. Na wacik trafia wówczas ślina wraz ze złuszczonymi komórkami naskórka. W niektórych pracowniach analitycznych do badań pobiera się krew.

Obecnie, głównie dzięki badaniom podjętym w ramach projektu poznania ludzkiego genomu, znamy kilka milionów markerów DNA. Są to krótkie, unikalne, bardzo zmienne w populacji ludzkiej sekwencje genetyczne. Gdy takie wyjątkowe sekwencje występują u 2 osób, świadczy to o ich pokrewieństwie.

Wykorzystując materiał genetyczny domniemanego ojca i dziecka, tworzy się i porównuje ich profile genetyczne. Jeśli powtarzają się w nich tylko 1 lub 2 markery, wówczas ojcostwo jest wykluczane. Jeśli mężczyzna i dziecko mają wszystkie markery takie same, musi zostać przeprowadzona jeszcze analiza statystyczna częstości ich występowania w populacji. Ma ona wpływ na ocenę prawdopodobieństwa ojcostwa. Biologicznym ojcem dziecka mógłby być krewny badanego mężczyzny, a nawet człowiek niespokrewniony z badanym, mający podobny zestaw genów (co jednak zdarza się niezwykle rzadko).

Ustalenie ojcostwa jest możliwe jeszcze przed narodzeniem dziecka. W tym celu wykonuje się amniopunkcję – pobranie płynu owodniowego, który otacza płód. Płyn ten zawiera złuszczone komórki płodu, z których można wyizolować DNA i przeprowadzić testy na ojcostwo. Zabieg amniopunkcji to jednak zabieg inwazyjny i nie wykonuje się go rutynowo. Testy DNA cechuje wiarygodność sięgająca 99,9995%.

Polecenie 1

Aby wykonać test genetyczny na przykład na potwierdzenie ojcostwa, należy próbki pobrane od dziecka, matki i domniemanych ojców nałożyć na specjalny żel do wizualizacji fragmentów DNA, a następnie podłączyć napięcie. Pod wpływem energii elektrycznej fragmenty DNA przemieszczają się w żelu z szybkością zależną od ich masy. W efekcie uzyskujemy prążki DNA rozmieszczone na różnych wysokościach. Zasada działania urządzenia przypomina chromatografię bibułową. Na koniec, w specjalnej komorze podłączonej do komputera, wykonuje się zapis rozmieszczenia pasków w próbkach. Animacja poniżej pokazuje wyniki badań genetycznych w rodzinie Anny i Marka. Obejrzyj ją, odpowiedz na pytanie postawione na końcu filmu, a odpowiedź uzasadnij.

2. Mikroślady biologiczne na miejscu przestępstwa

Badania DNA stosuje się powszechnie do identyfikacji przestępców, jeśli tylko pozostawili oni na miejscu przestępstwa swój materiał genetyczny. Śledczym wystarczy nawet ślina w gumie do żucia albo ślad na szklance lub ustniku papierosa. Kryminalistycy muszą go odszukać, a następnie zabezpieczyć pobraną próbkę tak, by nie zanieczyścić jej innym DNA (np. swoim własnym). Materiały biologiczne wykorzystywane do badań DNA w sądownictwie to:

  • włosy,

  • resztki tkanki spod paznokci ofiary (zbierające się w momencie podrapania sprawcy),

  • krew,

  • pot, wydzieliny z nosa,

  • ślina,

  • nasienie.

Identyfikacja osoby na podstawie materiału biologicznego jest możliwa wtedy, gdy jej dane znajdują się już w bazach danych DNA, tworzonych od lat przez organy ścigania w wielu krajach. Baza danych FBI zawiera ok. 7 mln profili DNA, natomiast baza Centralnego Laboratorium Kryminalistycznego Komendy Głównej Policji w Warszawie – ok. 15 tysięcy profili.

Do sporządzania profili DNA służą wzorce zawierające wybrane, charakterystyczne sekwencje DNA połączone z markerami (znacznikami fluorescencyjnymi). Na wzorzec nanosi się próbkę poddawaną identyfikacji. Jeżeli wzorzec i próbka zawierają takie same fragmenty materiału genetycznego, te łączą się ze sobą na zasadzie komplementarności. Powoduje to wyemitowanie światła przez marker. Wynik odczytywany jest w mikroskopie fluorescencyjnym i zapisywany w postaci wykresu.

Przykład 1

Na miejscu zbrodni pobrano materiał biologiczny ze śladów krwi niezidentyfikowanych osób. Następnie pobrano krew od ofiary przestępstwa (kobiety) i 2 podejrzewanych mężczyzn. W jednej z próbek krwi pochodzącej z miejsca zbrodni i próbce pobranej od poszkodowanej kobiety prążki DNA są na tej samej wysokości, zatem obie pochodzą od ofiary. Cechy DNA podejrzanego A są zgodne z drugą próbką krwi pobraną na miejscu przestępstwa.

Ciekawostka

Pierwszy w historii Stanów Zjednoczonych proces, w którym wykorzystano metodę badań DNA do ustalenia winy podejrzanego, odbył się w latach 1987‑1988. Policyjni eksperci po zbadaniu próbek pochodzących od ofiary i podejrzanego udowodnili, że zbrodnię popełnił zatrzymany mężczyzna. Prawdopodobieństwo, że inna osoba posiada taką samą sekwencję unikatowych fragmentów DNA jak sprawca, wynosi 1:10 bilionów. Był to kluczowy argument dla uznania wiarygodności badań DNA. Dzięki technice udało się udowodnić temu przestępcy również inne zbrodnie. W efekcie Amerykanin został skazany na 115 lat pozbawienia wolności.

3. Identyfikacja osób zaginionych

Badania DNA prowadzone są rutynowo w sytuacji odnalezienia osoby o nieznanej tożsamości oraz szczątków ludzkich. Podejmuje się je zwłaszcza wtedy, gdy nie można pobrać odcisków palców lub nie ma odcisków palców tej osoby w bazach danych. Typuje się wtedy wśród zaginionych osoby tej samej płci i wieku, a następnie pozyskuje od ich rodzin materiał biologiczny znajdujący się na przykład na grzebieniu z włosami albo na chusteczce higienicznej, używanej przez osobę o nieznanym losie. Pracownicy laboratorium po zbadaniu DNA pochodzącego od osoby nieznanej oraz DNA otrzymanego od rodziny zaginionego są w stanie potwierdzić lub wykluczyć tożsamość.

Badania genetyczne znajdują zastosowanie również w przypadkach identyfikacji ofiar z masowych grobów lub katastrof. Na wielką skalę zastosowano je po zamachu na wieże World Trade Center w Nowym Jorku, w którym zginęły prawie 3 tysiące osób. Zgromadzono przeszło 20 tysięcy niezidentyfikowanych szczątków ludzkich, które następnie poddano badaniu. Stworzono specjalną bazę informacji zawierającą DNA osób zaginionych i materiały porównawcze (DNA pochodzące od osób spokrewnionych z ofiarami). W ciągu 4 lat od katastrofy udało się określić tożsamość połowy ofiar.

Badania genetyczne znajdują także zastosowanie w identyfikacji ofiar wypadków, np. katastrof górniczych. Wykorzystuje się je także w celu poznania tożsamości szczątków pochodzących sprzed kilkudziesięciu lub nawet kilkuset lat. Materiał genetyczny izoluje się z kości i porównuje z DNA żyjących spokrewnionych osób. Tak bada się na przykład stopień pokrewieństwa osób pochowanych we wspólnych rodzinnych grobach.

4. Identyfikacja szczątków Mikołaja Kopernika

Kilka lat temu głośną sprawą w Polsce była identyfikacja szczątków Mikołaja Kopernika, a następnie wykonana na ich podstawie rekonstrukcja twarzy astronoma. Przypomnijmy – w katedrze we Fromborku, w pobliżu ołtarza, którym Kopernik się opiekował, w 2005 r. odkryto szczątki starszego mężczyzny. Trzy lata później w Uppsali, w księdze należącej do Kopernika, znaleziono 3 włosy. Przyjęto zatem, że jeśli badania potwierdzą tożsamość genetyczną kości i włosów, można będzie uznać, że szkielet znaleziony w katedrze należał do astronoma. Niestety, włosy okazały się mocno zniszczone i udało się z nich wyizolować jedynie DNA zawarty w mitochondriach, dziedziczony w linii żeńskiej. Badania porównawcze wykazały, że czaszka z Fromborka i włosy z Uppsali zawierają takie same sekwencje mitochondrialnego DNA. Wynik ten nie przesądza jeszcze o identyfikacji szczątków. Jednakowe DNA mitochondrialne mieli bowiem po babce Mikołaja: jego wuj, biskup warmiński, pochowany w katedrze fromborskiej, oraz brat Mikołaja, Andrzej, a także pozostali członkowie rodziny. Potwierdzenie tożsamości uzyskano w wyniku badania szczątków Barbary, siostry Mikołaja, ksieni w klasztorze w Chełmnie, i innych spokrewnionych z nim kobiet. Szczęśliwie się złożyło, że krewne Kopernika często pełniły wysokie funkcje w zakonach, dzięki czemu znane są miejsca ich pochówków.

Podkreślone imiona należą do osób mających identyczne DNA mitochondrialne jak Kopernik

Podsumowanie

  • Testy genetyczne potwierdzające ojcostwo dają 99,9995% pewności.

  • Organy ścigania tworzą zbiory profili DNA sprawców przestępstw.

  • Mikroślady biologiczne zawierają DNA, na podstawie których można ustalić profil genetyczny i porównać go z profilami osób skatalogowanych w rejestrach gromadzonych przez służby ścigania.

  • Badania genetyczne są pomocne w identyfikacji osób zaginionych i zwłok.

Praca domowa
Polecenie 2.1

1. Analizując wyniki badań genetycznych, odpowiedz na pytanie: Kto dopuścił się przestępstwa?

Polecenie 2.2

2. Wyjaśnij, dlaczego w przypadku potwierdzenia ojcostwa rzetelność wyniku badań DNA wynosi 99,9995%, a w przypadku zaprzeczenia – 100%.

Słowniczek

marker genetyczny

fragment DNA występujący w populacji w bardzo wielu wersjach (cechujący się polimorfizmem); umożliwia identyfikację nieznanej osoby

profil DNA

zapis (często przedstawiany graficznie) wybranych fragmentów DNA (markerów) umożliwiający identyfikację osoby, osobnika, gatunku; genetyczny odpowiednik odcisku palca

Zadania

Ćwiczenie 1
Ćwiczenie 2
Ćwiczenie 3
Ćwiczenie 4