Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Udostępnij materiał Zapisz jako PDF

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.

RDoH0ZHLcWrlB1
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
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.

iKYmIfbXRI_d5e159

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.

RDoH0ZHLcWrlB1
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

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 markerówmarker genetycznymarkerów 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.

RT9ZFQNlafBpQ1
Pojawiają się dwa profile, Anna i Marek. Obok dwóch pierwszych profili pojawia się trzeci, Grześ, na którym paski są szare. Profil Anny powiela się i nakłada na wykres dziecka. Paski o tym samym położeniu zabarwiają się na kolor niebieski. Następnie a wykres Grzesia nakłada się „powielony” profil Marka, wspólne paski zaznaczają się na żółto. Komórki rozrodcze, które znajdują się pod wykresami zaczynają pulsować. Profil Grzesia znika, natomiast pojawia się kolejny profil. Nasuwa się na niego profil Anny, potem Marka. Komórki znajdujące się pod wykresami ponownie zaczynają pulsować. Pulsują komórki rozrodcze pod wykresami. Profile Anny i Marka znikają, widoczne są tylko profile Grzesia oraz Adasia. Po chwili ponownie pojawiają się profile Anny, Marka oraz Oli, na których paski są w kolorze szarym. Najpierw profil Anny oraz Marka nakłada się na profil Oli. W tym momencie paski o tym samym położeniu zabarwiają się na kolor niebieski. Potem na profil Oli nakłada się wykres Marka. Pulsują tylko komórki jajowe. Na ekranie widoczne są profile Anny, Marka, Tymka. Najpierw nakłada się na niego profil Anny. Potem na profil Tymka nakłada się profil Marka
iKYmIfbXRI_d5e224

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 DNAprofil DNAprofili 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.

R1eN9LkT2vfMV1
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.
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 B są zgodne z drugą próbką krwi pobraną na miejscu przestępstwa.

RDkesrt4dxhHC1
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.
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.

iKYmIfbXRI_d5e304

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.

R1cwyyCcY8xgl1
Źródło: Mario Modesto Mata (http://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY-SA 4.0.

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.

iKYmIfbXRI_d5e346

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.

RvN9Ta8VH8RRK1
Podkreślone imiona należą do osób mających identyczne DNA mitochondrialne jak Kopernik
iKYmIfbXRI_d5e387

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?

RRBelBsufvu5D1
Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.
Polecenie 2.2

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

iKYmIfbXRI_d5e452

Słowniczek

marker genetyczny
marker genetyczny

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

profil DNA
profil DNA

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

iKYmIfbXRI_d5e510

Zadania

Ćwiczenie 1
R17I8MV9LEKDf1
zadanie interaktywne
Źródło: Zuzanna Kaźmierczak, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
R1OorkS6gSyTR1
zadanie interaktywne
Źródło: Zuzanna Kaźmierczak, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 3
RIYKcmCvXgYPY1
zadanie interaktywne
Źródło: Zuzanna Kaźmierczak, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 4
R1UQnFyg8IIeb1
zadanie interaktywne
Źródło: Zuzanna Kaźmierczak, licencja: CC BY 3.0.