Yleistä
Rikostutkinnan yhteydessä tehtävästä DNA-tutkimuksesta käytetään nimitystä DNA- identifikaatiotutkimus tai Amp-FLP -analyysi (Amplified Fragment Length Polymorphism). Se on periaatteessa hyvin yksinkertainen vertailututkimus, jossa verrataan rikosnäytteistä saatua DNA-tulosta asianosaisten (epäilty, asianomistaja, ym.) vertailuverinäytteistä saatuihin tuloksiin.
DNA-tutkimuksen käyttö rikostutkinnan apuna perustuu siihen, että jokaisella henkilöllä (poislukien identtiset kaksoset) on omanlaisensa DNA. Jos rikosnäytteestä saadaan samanlainen tulos, kuin epäillyn vertailuverinäytteestä, on mahdollista, että tahra on peräisin juuri kyseisestä henkilöstä.
DNA-identifikaatiotutkimuksessa tutkitaan DNA-alueita, joissa esiintyy runsaasti perinnöllistä muuntelua. Runsaan muuntelun vuoksi yksilöiden välillä havaitaan eroja, ja kun tutkitaan tarpeeksi monta muuntelevaa aluetta, saadaan lopputuloksena varsin yksilöllinen DNA-tunniste. DNA sisältää lukuisia eri tavalla muuntelevia alueita, mutta DNA-identifikaatiotutkimuksessa tutkimuksen kohteena ovat tietyt DNA-toistoalueet, joissa esiintyvä muuntelu on ns. pituusmuuntelua. Tällainen alue voidaan tyypittää sen mukaan, kuinka monta toistojaksoa se sisältää. Useimmat DNA-identifikaatiotutkimusta tekevistä laboratorioista eri puolilla maailmaa käyttävät tutkimuksissaan ns. STR-alueita (Short Tandem Repeats). Kyseiset alueet ovat tyypillisesti 100 - 300 emäsparin pituisia ja koostuvat 2 - 4 emäsparin pituisista toistojaksoista. Rikostutkinnassa käytettävien DNA-alueiden täytyy täyttää tietyt perusvaatimukset, joita ovat mm. seuraavat:
Rikostapauksissa tehtävä DNA-identifikaatiotutkimus käsittää pääpiirteissään seuraavat vaiheet:
DNA:n eristäminen rikosnäytteistä
DNA-tutkimukseen tulevat rikosnäytteet sisältävät pääosin veri- tai siemennestetahroja. Tutkimuskelpoisen DNA:n eristäminen rikosnäytteistä ei aina ole helppo tehtävä. Tutkittavat tahrat voivat olla hyvin pieniä ja lisäksi ne saattavat sisältää erilaisia epäpuhtauksia, jotka haittaavat tutkimuksia (esim. PCR-monistusta). Lisäksi näytteet voivat olla osittain pilaantuneita. Suurimmasta osasta näytteistä tutkimuskelpoisen DNA:n eristäminen tehdään ns. Chelex-pikaeristysmenetelmällä (Walsh ym. 1991). Erityistapauksissa voidaan joutua käyttämään muita menetelmiä (esim. fenoli/kloroformi-isoamyylialkoholi -eristysmenetelmä).
Vertailuverinäyte otetaan laskimoverinäytteenä 2 - 5 ml EDTA-putkeen, joka sisältää hyytymisenestoaineena K3-EDTA-liuosta. DNA:n eristämiseen verinäytteestä käytetään niinikään Chelex-pikaeristysmenetelmää.
DNA:n monistaminen
Eristetystä DNA-näytteestä monistetaan tiettyjä alueita polymeraasiketjureaktion (PCR) avulla. Monistettavat alueet määräytyvät spesifisesten alukkeiden avulla. Yhdessä monistusreaktiossa voidaan monistaa samanaikaisesti useampaakin aluetta (ns. multiplex PCR). Monistusreaktio on DNA-identifikaatiotutkimuksen kontaminaatioherkin vaihe, joten välineiden, liuosten ja tilojen puhtauteen (DNA-vapauteen) on kiinnitettävä erityistä huomiota.
Elektroforeesi ja tulosten analysointi
Monistamisen tuloksena syntyneet DNA-pätkät erotellaan elektroreesilla polyakryyliamidigeelissä. Geelin koostumus ja sitämyötä sen erottelukyky valitaan tutkittavien DNA-pätkien pituuden mukaan. Rikosnäytteiden tutkimus on pitkälti käsityötä, mutta tutkimusta voidaan jossain määrin automatisoida suorittamalla elektroforeesi ns. automaattisella DNA-sekvenointilaitteella. Kyseistä laitetta käytettäessä DNA-pätkät pitää leimata erityisillä fluoresoivilla väriaineilla. Käytännössä se tapahtuu siten, että monistuksessa käytetään alukkeita, joihin on liitetty jo niiden synteesivaiheessa fluoresoiva leima-aine. Lasertekniikkaan perustuvassa DNA-sekvenaattorissa kyseiset leima-aineet havaitaan niiden kulkeutuessa tietyn lukualueen ohi. Tuloksena saadaan eräänlainen elektroninen geelikuva (kuva 1.), jossa eri väriaineilla leimatut DNA-pätkät näkyvät erivärisinä.
Jokaisen näytteen mukana ajetaan ns. sisäinen standardi (punaiset juovat kuvassa 1.), joka koostuu tunnetunpituisista DNA-pätkistä. Standardin avulla saadaan määritettyä monistettujen DNA-pätkien pituudet. Kuvassa 2. on esitetty DNA-tulos näytekaivossa 7. olleesta näytteestä, K 954, kolmen DNA-alueen, HUMTH01, D3S1359 ja HUMTPO suhteen.
DNA-yhdistelmän esiintymistodennäköisyys voidaan laskea, kun tunnetaan kunkin yksittäisen DNA-tyypin esiintymistodennäköisyys. DNA-yhdistelmä HUMTH01 6-6, D3S1359 4-9, HUMTPO 9-11 esiintyy noin yhdellä henkilöllä sadastatuhannesta (0,001 % suomalaisista). Rikostapauksista tutkitaan Suomessa tällä hetkellä 3 - 6 DNA-aluetta, ja mitä useampi DNA-alue tutkitaan, sitä paremmin tulos yksilöi DNA:n lähteen.
Kirjallisuus
Walsh, P.S., Metzger, D.A., ja Higuchi, R. 1991. Chelex-100 as a medium for simple extraction of DNA for PCR-based typing from forensic material. BioTechniques 10:506-513.