ดีเอ็นเอ การศึกษาและอธิบายการวิเคราะห์ดีเอ็นเอแบบมาตรฐานสากล

ดีเอ็นเอ จากที่เกิดเหตุ หลักฐานดีเอ็นเอชิ้นหนึ่งเดินทางไปยังห้องปฏิบัติการนิติวิทยาศาสตร์ ห้องปฏิบัติการเหล่านี้มีความแตกต่างกันเล็กน้อย ทั้งในแง่ของโครงสร้างและประเภทของการวิเคราะห์ที่นำเสนอ ห้องปฏิบัติการสาธารณะมักเกี่ยวข้องกับหน่วยงานบังคับใช้กฎหมายหรือสำนักงานอัยการเขต ในขณะที่บางแห่งเป็นหน่วยงานอิสระของรัฐบาล ห้องปฏิบัติการทางนิติวิทยาศาสตร์ของเอกชน ซึ่งบางแห่งมีไว้สำหรับการตรวจดีเอ็นเอโดยเฉพาะก็มีอยู่เช่นกัน

ห้องปฏิบัติการหลายแห่งมีความสามารถในการทดสอบดีเอ็นเอ นิวเคลียร์ ซึ่งเป็น สำเนาของดีเอ็นเอ ที่มีอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ ทุกเซลล์ แต่มีห้องปฏิบัติการเพียงไม่กี่แห่งเท่านั้นที่มีเทคนิคเฉพาะทางมากกว่า เช่น การวิเคราะห์โครโมโซม Y หรือไมโทคอนเดรียล มาดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคนิคเหล่านี้ การวิเคราะห์ความหลากหลายทางความยาวชิ้นส่วนจำกัด เป็นหนึ่งในวิธีการทางนิติวิทยาศาสตร์วิธีแรกที่ใช้ในการตรวจวิเคราะห์ดีเอ็นเอ

โดยจะวิเคราะห์ความยาวของสายดีเอ็นเอ ซึ่งรวมถึงคู่เบสที่ซ้ำกัน การทำซ้ำเหล่านี้เรียกว่าการทำซ้ำตามจำนวนตัวแปร เนื่องจากสามารถทำซ้ำได้ทุกที่ตั้งแต่หนึ่งถึง 30 ครั้ง การวิเคราะห์ความหลากหลายทางความยาวชิ้นส่วนจำกัด กำหนดให้ผู้ตรวจสอบต้องละลายดีเอ็นเอ ในเอนไซม์ที่ทำให้เส้นใยแตกตัว จำนวนการเกิดซ้ำจะส่งผลต่อความยาวของดีเอ็นเอ แต่ละสายที่เกิดขึ้น ผู้ตรวจสอบเปรียบเทียบตัวอย่างโดยการเปรียบเทียบความยาวของเส้นใย

การวิเคราะห์ความหลากหลายทางความยาวชิ้นส่วนจำกัด ต้องใช้ตัวอย่างดีเอ็นเอ จำนวนมากที่ไม่ปนเปื้อนสิ่งสกปรก ห้องปฏิบัติการหลายแห่งกำลังเปลี่ยนการวิเคราะห์ความหลากหลายทางความยาวชิ้นส่วนจำกัด ด้วยการวิเคราะห์แบบไมโครแซทเทลไลท์ วิธีนี้มีข้อดีหลายประการ แต่หนึ่งในข้อดีที่สุดคือสามารถเริ่มต้นด้วยตัวอย่างดีเอ็นเอ ที่มีขนาดเล็กกว่ามาก นักวิทยาศาสตร์ขยายตัวอย่างขนาดเล็ก นี้ผ่านกระบวนการที่เรียกว่าปฏิกิริยาลูกโซ่โพลิเมอเรส หรือ PCRทำสำเนาของดีเอ็นเอ เหมือนกับการคัดลอกดีเอ็นเอตัวเองในเซลล์

โดยผลิตสารพันธุกรรมในปริมาณที่ต้องการเกือบทุกชนิด เมื่อดีเอ็นเอ ที่เป็นปัญหาได้รับการขยาย การวิเคราะห์ไมโครแซทเทลไลท์ จะตรวจสอบว่าคู่เบสเกิดซ้ำบ่อยเพียงใดในตำแหน่งหรือตำแหน่งเฉพาะบนสาย ดีเอ็นเอ สิ่งเหล่านี้อาจเป็นการทำซ้ำของไดนิวคลีโอไทด์ ไตรนิวคลีโอไทด์ เตตระนิวคลีโอไทด์ หรือเพนทานิวคลีโอไทด์ นั่นคือการเกิดซ้ำของคู่เบสสองสาม สี่ หรือห้าคู่

ผู้ตรวจสอบมักจะมองหาการทำซ้ำของเตตระนิวคลีโอไทด์ หรือเพนทานิวคลีโอไทด์ในตัวอย่างที่ผ่านการขยายปฏิกิริยาลูกโซ่โพลิเมอเรส เนื่องจากสิ่งเหล่านี้น่าจะแม่นยำที่สุด สำนักงานสืบสวนกลางแห่งสหรัฐอเมริกา ได้เลือกตำแหน่ง STR เฉพาะ 20 ตำแหน่งเพื่อใช้เป็นมาตรฐานสำหรับในการตรวจวิเคราะห์ดีเอ็นเอ ขยายจำนวนจาก 13 เป็น 20 ในเดือนมกราคม 2017 แม้ว่าห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่จะใช้เทคนิคความหลากหลายทางความยาวชิ้นส่วนจำกัด หรือ STR สำหรับการตรวจวิเคราะห์ดีเอ็นเอ

แต่ก็มีบางสถานการณ์ที่ต้องใช้วิธีการที่แตกต่างกัน สถานการณ์หนึ่งคือเมื่อมีผู้ให้สารพันธุกรรมเพศชายหลายคน ซึ่งบางครั้งเกิดขึ้นในคดีล่วงละเมิดทางเพศ วิธีที่ดีที่สุดในการแยกแยะส่วนผสมที่ ซับซ้อนและแยกแยะว่าผู้ชายคนใดที่เกี่ยวข้องคือการวิเคราะห์ Ymarker ตามชื่อ เทคนิคนี้ตรวจสอบเครื่องหมายทางพันธุกรรมหลายตัวที่พบในโครโมโซม Y เนื่องจากโครโมโซม Y ถ่ายทอดจากพ่อไปยังลูกชายทุกคนดีเอ็นเอ บนโครโมโซม Yจึงสามารถใช้ระบุดีเอ็นเอ จากผู้ชายที่แตกต่างกันได้

นอกจากนี้ยังสามารถใช้การวิเคราะห์เครื่องหมาย Y เพื่อติดตามความสัมพันธ์ในครอบครัวระหว่างผู้ชาย อีกสถานการณ์หนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการระบุซากดึกดำบรรพ์หรือหลักฐานทางชีววิทยาที่ขาดเซลล์นิวเคลียส เช่น แกนผม กระดูกและฟัน ไม่สามารถใช้การทดสอบความหลากหลายทางความยาวชิ้นส่วนจำกัด และความหลากหลายทางความยาวชิ้นส่วนจำกัด กับวัสดุเหล่านี้ได้เนื่องจากต้องใช้ดีเอ็นเอ ที่พบในนิวเคลียสของเซลล์

ในกรณีเหล่านี้ ผู้วิจัยมักใช้การวิเคราะห์ไมโทคอนเดรียดีเอ็นเอ ซึ่งใช้ดีเอ็นเอจากไมโทคอนเดรียของเซลล์ ผู้สืบสวนพบว่าการทดสอบดีเอ็นเอ มีประโยชน์มากในการไขคดีเย็น ซึ่งได้แก่ คดีฆาตกรรม คดีคนหาย หรือการตายที่น่าสงสัย ซึ่งไม่ได้ถูกสอบสวนอย่างจริงจัง กรณีที่เป็นหวัดมักมีหลักฐานทางชีวภาพในรูปของเลือดน้ำเชื้อและเส้นผมที่เก็บไว้นานหรือเก็บไม่ถูกวิธี

การส่งตัวอย่างที่เสื่อมสภาพเหล่านั้นสำหรับการทดสอบดีเอ็นเอบางครั้งอาจทำให้คดีเปิดออกและช่วยให้นักสืบค้นหาผู้กระทำความผิดได้ เทคนิคที่ค่อนข้างใหม่ การวิเคราะห์ซิงเกิลนิวคลีโอไทด์โพลีมอร์ฟิซึม ยังมีประโยชน์ในบางกรณีที่ห้องปฏิบัติการทางนิติวิทยาศาสตร์นำเสนอตัวอย่างดีเอ็นเอ ที่เสื่อมโทรมอย่างมาก เทคนิคนี้ต้องการให้นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์ความแปรผันของดีเอ็นเอ โดยที่นิวคลีโอไทด์หนึ่งแทนที่อีกนิวคลีโอไทด์

การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมดังกล่าวเรียกว่าซิงเกิลนิวคลีโอไทด์โพลีมอร์ฟิซึม หรือ SNP เป็นตัวบ่งชี้ที่ยอดเยี่ยมและมักใช้เพื่อระบุความอ่อนแอของบุคคลต่อโรคบางอย่าง แต่ห้องปฏิบัติการนิติวิทยาศาสตร์หันไปใช้การวิเคราะห์ ซิงเกิลนิวคลีโอไทด์โพลีมอร์ฟิซึมในบางโอกาส ตัวอย่างเช่น นักนิติวิทยาศาสตร์ใช้เทคโนโลยี ซิงเกิลนิวคลีโอไทด์โพลีมอร์ฟิซึม ประสบความสำเร็จในการระบุตัวเหยื่อเหตุการณ์ 11 กันยายนที่ตึกเวิลด์เทรดเซนเตอร์หลายราย

ซึ่งวิธีอื่นๆล้มเหลวในความเป็นจริง การวิเคราะห์ตัวอย่างดีเอ็นเอ เป็นเพียงขั้นตอนแรกเท่านั้น ต่อไป จะดูว่าเกิดอะไรขึ้นหลังจากการวิเคราะห์เสร็จสิ้น ดีเอ็นเอที่ตรงกัน วัตถุประสงค์หลักของ ในการตรวจวิเคราะห์ดีเอ็นเอคือเพื่อให้ได้ภาพดีเอ็นเอ ที่หลงเหลืออยู่ในที่เกิดเหตุ รูปภาพ ของดีเอ็นเอ มีลักษณะเป็นคอลัมน์ของแถบขนานสีเข้มและเทียบเท่ากับลายนิ้วมือที่ยกขึ้นจากพื้นผิวเรียบ ในการระบุเจ้าของตัวอย่างดีเอ็นเอ จะต้องมีการจับคู่ดีเอ็นเอ ลายนิ้วมือ หรือโปรไฟล์

ไม่ว่าจะเป็นดีเอ็นเอ จากผู้ต้องสงสัยหรือโปรไฟล์ดีเอ็นเอ ที่จัดเก็บไว้ในฐานข้อมูล ลองพิจารณาสถานการณ์ในอดีต เมื่อมีผู้ต้องสงสัย ในกรณีนี้ ผู้ตรวจสอบจะนำตัวอย่างดีเอ็นเอจากผู้ต้องสงสัย ส่งไปยังห้องแล็บและรับโปรไฟล์ดีเอ็นเอ จากนั้นก็เปรียบเทียบโปรไฟล์นั้นกับโปรไฟล์ดีเอ็นเอ ที่ได้จากสถานที่เกิดเหตุ มีสามผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ของการรวม หากโปรไฟล์ดีเอ็นเอ ของผู้ต้องสงสัยตรงกับโปรไฟล์ของดีเอ็นเอ ที่นำมาจากสถานที่เกิดเหตุผลลัพธ์จะถือว่าเป็นการรวมหรือไม่มีการยกเว้น

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ผู้ต้องสงสัยถูกรวม ไม่สามารถแยกออกได้ เป็นแหล่งที่เป็นไปได้ของดีเอ็นเอ ที่พบในตัวอย่างการยกเว้น หากโปรไฟล์ดีเอ็นเอ ของผู้ต้องสงสัยไม่ตรงกับโปรไฟล์ของดีเอ็นเอ ที่นำมาจากสถานที่เกิดเหตุ ผลลัพธ์จะถือว่าเป็นการยกเว้นหรือไม่รวม การยกเว้นมักจะกำจัดผู้ต้องสงสัยในฐานะแหล่งที่มาของดีเอ็นเอ ที่พบในตัวอย่าง ผลลัพธ์ที่สรุปไม่ได้ ผลลัพธ์อาจไม่สามารถสรุปได้ด้วยเหตุผลหลายประการ

ตัวอย่างเช่น ตัวอย่างที่ปนเปื้อนมักให้ผลลัพธ์ที่สรุปไม่ได้ ดังนั้นให้ทำตัวอย่างที่มีขนาดเล็กมากหรือเสื่อมสภาพ ซึ่งอาจไม่มีดีเอ็นเอ เพียงพอที่จะสร้างโปรไฟล์ที่สมบูรณ์ บางครั้งผู้ตรวจสอบมีหลักฐานดีเอ็นเอ แต่ไม่มีผู้ต้องสงสัย ในกรณีดังกล่าว เจ้าหน้าที่บังคับใช้กฎหมายสามารถเปรียบเทียบดีเอ็นเอ ที่เกิดเหตุกับโปรไฟล์ที่จัดเก็บไว้ในฐานข้อมูลได้ ฐานข้อมูลสามารถรักษาไว้ในระดับท้องถิ่น เช่น ห้องปฏิบัติการอาชญากรรมของสำนักงานนายอำเภอ เป็นต้น

หรือในระดับรัฐ ฐานข้อมูลระดับรัฐเรียกว่าระบบดัชนีดีเอ็นเอของรัฐ มันมีโปรไฟล์ทางนิติวิทยาศาสตร์จากห้องปฏิบัติการท้องถิ่นในรัฐนั้น รวมถึงโปรไฟล์ทางนิติวิทยาศาสตร์ที่วิเคราะห์โดยห้องปฏิบัติการของรัฐเอง ฐานข้อมูลของรัฐยังมีโปรไฟล์ดีเอ็นเอ ของผู้กระทำความผิด สุดท้าย โปรไฟล์ดีเอ็นเอ จากรัฐต่างๆจะป้อนเข้าสู่ระบบดัชนีดีเอ็นเอแห่งชาติ เพื่อค้นหาคู่ที่ตรงกันอย่างรวดเร็วและง่ายดายในฐานข้อมูลต่างๆ

เอฟบีไอได้พัฒนาแพลตฟอร์มเทคโนโลยีที่เรียกว่าระบบดัชนีดีเอ็นเอรวมหรือระบบดัชนีดีเอ็นเอรวม ซอฟต์แวร์ระบบดัชนีดีเอ็นเอรวม อนุญาตให้ห้องปฏิบัติการทั่วประเทศแบ่งปันและเปรียบเทียบข้อมูลดีเอ็นเอ นอกจากนี้ยังค้นหาการแข่งขันโดยอัตโนมัติ ระบบจะทำการค้นหาฐานข้อมูลระบบดัชนีดีเอ็นเอของรัฐทุกสัปดาห์ และหากพบข้อมูลที่ตรงกัน จะแจ้งให้ห้องปฏิบัติการที่ส่งโปรไฟล์ดีเอ็นเอเดิมทราบ

การจับคู่แบบสุ่มของดีเอ็นเอ จากสถานที่เกิดเหตุและฐานข้อมูลระดับชาติเหล่านี้เรียกว่า cold hits และสิ่งเหล่านี้มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆบางรัฐบันทึกการโจมตีเย็นเป็นพันครั้งในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา ทำให้สามารถเชื่อมโยงผู้ต้องสงสัยที่ไม่รู้จักกับอาชญากรรมได้

บทความที่น่าสนใจ : โรคระบาด การศึกษาและการอธิบายเกี่ยวกับความขัดแย้งเรื่องโรคระบาด