Системы генетических маркеров и терминология

СИСТЕМЫ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ УСТАНОВЛЕНИЯ ОТЦОВСТВА ИЛИ РОДСТВА И ИДЕНТИФИКАЦИИ ЛИЧНОСТИ

Система STR-локусов аутосом:

В молекулярно-генетической лаборатории используются STR-локусы аутосом, которые удовлетворяют требованиям таких международных стандартов как – CODIS (Combined DNA Index System) – комбинированный индекс ДНК; EDNAP (the European DNA Profiling Group) – европейская группа профилирования ДНК; ENFSI (the European Network of Forensic Science Institutes) – европейская сеть судебно-медицинских институтов; ESS (European Standard Set) – европейский стандартный набор, а так же федеральной базе данных геномной информации РФ (ФБДГИ) и плюс кроме этого  используются дополнительные STR-маркеры, позволяющие увеличивать дискриминационный потенциал в более сложных случаях установления отцовства или родства и идентификации личности:

D3S1358, CSF1PO, D2S441, D21S11, Penta E, D15S659, D7S3048, D3S1744, D8S1179, D5S818, D19S433, D16S539, Penta D, D8S1132, D14S608, D18S535, Y indel, Amel, vWA, D2S1338, D18S51, D22S1045, D6S477, D4S2366, D11S2368, TH01, D12S391, TPOX, FGA, D19S253, D17S1290, D13S325, D13S317, D1S1656, D10S1248, D6S1043, D7S820, D10S1435, D3S3045, D5S2500, GATA 198.

Система STR-локусов Y-хромосомы:

В дополнение к стандартным аутосомным маркерам, данная система позволяет максимально точно устанавливать патрилинейное родство (родство по мужской линии), а также является незаменимым при выявлении биологических следов мужчин в смешанных образцах, при расследовании преступлений против половой неприкосновенности, а также может использоваться в популяционных исследованиях:

rs199815934, DYS456, DYS549, DYS439, DYS19, DYS392, DYS643, DYS447, DYS557, rs771783753, DYS391, DYS388, DYS570, DYS635, DYS437, DYS527, DYS444, rs759551978, DYS393, DYS389I, DYS390, DYS389II, DYS438, DYS576, DYS645, DYF404S1, DYS460, DYS481, DYS385, DYS449, DYS596, Y_GATA_H4, DYS533, DYS627, DYS518, DYF387S1, DYS593, DYS522.

Система STR-локусов Х-хромосомы:

В дополнение к стандартным аутосомным маркерам, данная система позволяет максимально точно устанавливать родственные связи такие как сестры по отцу или бабушка по отцу и внучка:

GATA165, DXS101, DXS7424, DXS6807, DXS6809, Amel, DXS6803, GATA172, DXS6800, DXS10134, DXS7133, GATA31, DXS10159, DXS6789 Y, DXS6810, DXS7423, DXS6795, DXS9902, DXS8378, HPRTB, DXS7132.

Система определения по митохондриальной ДНК

Необходима для идентификации личности и определения биологического родства по материнской линии, что позволяет анализировать одновременно два наиболее информативных региона (Гипер-Вариабельные Сегменты 1 и 2), в составе которых локализованы более 90% всех полиморфных позиций митохондриального генома человека. Это позволяет добиться высокой информативности исследования и совместимости полученных результатов с любыми существующими экспертно-криминалистическими базами данных.

Высокая копийность митохондриального генома позволяет добиться исключительно высокой чувствительности тест-системы, на несколько порядков превышающей чувствительность систем анализа хромосомных маркеров. Воспроизводимый положительный результат может быть получен при анализе препарата, содержащего менее 1 пг геномной ДНК, что делает систему одной из самой высокочувствительной индивидуализирующей на сегодняшний день.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

• Аллель (allele) – одно из возможных альтернативных структурных состояний гена или участка ДНК конкретной локализации.
• Аллельный маркер (allelic ladder-аллельный лэддер; аллельная “лестница”) – искусственно синтезированная смесь фрагментов ДНК, в которой представлены все или множество наиболее часто встречающихся аллельных вариантов исследуемых локусов.
• Амплификация (amplification) – накопление копий определенной нуклеотидной последовательности во время полимеразной цепной реакции.
• Аутосомы (autosome) – все хромосомы, кроме половых.
• База данных ДНК (DNA-database) – компьютерная информационная система хранения генетической информации биологических объектов.
• Биологический материал (biologica materia) – клетки крови, слюны, спермы, мышечной, костной и других тканей и биологических жидкостей организма.
• Биологическое сообщество или биоценоз (biological community, biocenosis) – совокупность живых организмов, взаимодействующих между собой в течение длительного времени и локализован­ных в определенном месте.
• Вероятность случайного совладения (random match probability) – вероятность случайного в популяции индивидуума с конкретным генетическим профилем.
• Внутренний стандарт длины (internal size standard) – проба, содержащая меченые флуоресцентными красителями фрагменты ДНК известной длины, используемая при проведении электрофореза с целью получения достоверных результатов ДНК-типирования.
• Гаплотип (haplotype) – комбинация аллелей на одной хромосоме индивидуума.
• Генетическая идентификация (genetic identification) – установление тождества биологических объектов посредством анализа ДНК.
• Генетический пол (genetical sex determination) – половая принадлежность организма, определяемая наличием в соматических клетках определенных половых хромосом.
• Генетический признак (genetic feature) – любое свойство организма, по которому существуют качественные или количественные различия, передающиеся по наследству.
• Генетический профиль (DNA-profile) – результат определения состава аллелей в одном или нескольких локусах ДНК индивидуума.
• Геном (genome) – совокупный генетический материал организма.
• Геномные ассоциационные исследования (GWAS) – метод, позволяющий исследовать связь между генетическими вариантами и определенными признаками или заболеваниями.
• Генотип (genotype) – совокупность генов или генетических характеристик конкретного организма.
• Генотипирование или типирование ДНК (DNA-typing) – анализ особенностей дезоксирибонуклеинововой кислоты (ДНК) организма в целях установления его индивидуальности.
• Гетерозиготность (heterozygosity) – состояние, при котором на гомологичных хромосомах организма находятся разные аллели того или иного участка ДНК.
• Гетерозиготность наблюдаемая (heterozygosity оbserved) – показывает долю выявленных гетерозиготных генотипов из числа исследованных, чем выше гетерозиготность, тем выше идентификационная значимость локуса.
• Гетерозиготность ожидаемая (heterozygosity expected) – показывает расчетную (теоретическую) долю гетерозиготных генотипов в исследуемой популяции.
• Гибридизация нуклеиновых кислот (nucleic acid hybridization) – соединение комплементарных одноцепочечных молекул нуклеиновых кислот в одну двухцепочечную молекулу.
• Гомозиготность (homozygosity) – состояние, при котором на гомологичных хромосомах организма находятся одинаковые аллели того или иного участка ДНК
• Деградация ДНК (DNA degradation) – фрагментация ДНК под воздействием различных деструктивных факторов.
• Дифференциальный лизис (differential extraction-дифференциальное выделение) – процедура выделения ДНК, при которой происходит физическое разделение спермальных и эпителиальных клеток.
• Ингибитор ПЦР (PCR inhibitor) – любой фактор, который предотвращает увеличение количества копий фрагментов нуклеиновой кислоты посредством полимеразной цепной реакции.
• Индекс инбридинга (inbreeding index) − коэффициент отклонения наблюдаемой гетерозиготности от теоретически ожидаемой, который показывает долю отклонения наблюдаемого количества гетерозиготных генотипов от теоретически ожидаемого количества гетерозиготных генотипов в исследуемой популяции.
• Исследования микроРНК (microRNA research) – метод, позволяющий изучать микроРНК, которые участвуют в регуляции генов и могут быть связаны с атеросклерозом.
• Контаминация (contamination) – загрязнение одного субстрата или биологического материала другим.
• Лизис (lysis) – разрушение клеток под действием ферментов или других агентов.
• Локус (locus) – участок ДНК на хромосоме.
• Метагеном (metagenom, biogenome-биогеном) – совокупный генетический материал биологических сообществ, населяющих организм человека или различные природные среды – почву или грунт, растения, воздух и др.
• Микробное сообщество (microbial community) – совокупность микроорганизмов, взаимодействующих между собой в течение длительного времени и локализованных в определенном месте.
• Митохондриальный геном (mitochondrial genome, mtDNA-митохондриальная ДНК; мтДНК) – кольцевая двунитевая молекула ДНК, входящая в состав митохондрий.
• Мультиплексная или мультипраймерная ПЦР(multiplex or multi – dimensional PCR) – это одновременная амплификация двух и более искомых последовательностей ДНК в одной пробирке.
• Образец сравнения (reference sample) – образец известного организма или биологический объект с известными свойствами, исследуемый с целью сравнения с биологическими объектами неизвестного происхождения.
• Объект молекулярно-генетического исследования (research object) – биоматериал человека, животных, растений, а также образцы природной среды или другие, из которых возможно выделение генетического материала для дальнейшей экспертизы.
• Отрицательный контроль выделения (negative DNA extraction control) – проба, не содержащая биологического материала, которая параллельно с объектами исследования проводится через все этапы выделения ДНК для контроля корректности проведенного выделения.
• Отрицательный контроль (negative control) – проба, не содержащая ДНК, которая параллельно с объектами исследования используется для контроля отсутствия контаминации.
• Полимеразная цепная реакция в “реальном времени” (real-time PCR-количественная полимеразная цепная реакция) – метод, используемый для одновременного увеличения количества фрагментов ДНК и измерения их количества. Примечание – в судебных молекулярно-генетических исследованиях применяется для измерения концентрации ДНК, степени ее деградации и установления наличия в растворе ДНК ингибиторов ПЦР.
• Полимеразная цепная реакция или ПЦР (polymerase chain reaction; PCR) – ферментативный метод увеличения количества исследуемых фрагментов ДНК.
• Полиморфизм (polymorphism) – наличие нескольких аллельных форм отдельных генов и участков ДНК.
• Положительный контроль амплификации (positive amplification control) – проба, содержащая ДНК известной концентрации с известным набором генетических признаков, которая параллельно с объектами исследования используется для контроля корректности установления генетических профилей.
• Популяция (population) – совокупность особей одного вида, обладающих общим генофондом, что определяется наличием свободного скрещивания, и занимающих определенную территорию.
• Праймер (primer) – короткий фрагмент нуклеиновой кислоты (олигонуклеотид), который применяется в полимеразной цепной реакции и при секвенировании ДНК для начала синтеза и обозначения границ фрагмента ДНК, подлежащего амплификации.
• Равновесие по сцеплению (clutch balance) – состояние, характеризующее группу локусов в определенной популяции, при котором генотипы по различным локусам не зависят друг от друга, то есть вероятность генотипа по группе локусов равна произведению вероятностей генотипов по отдельным локусам.
• Равновесие Харди-Вайнберга (The Hardy-Weinberg equilibrium) – состояние популяции, при котором вероятность обнаружить конкретный аллель в локусе одной аутосомы не зависит от того, какой аллель находится в аналогичном локусе гомологичной хромосомы.
• Секвенирование ДНК (DNA sequencing) – определение последовательности нуклеотидов в конкретных участках молекулы ДНК.
• Совпадение генетических профилей (match) – наличие в сравниваемых генетических профилях одинаковых генетических признаков.
• Хлоропластная ДНК (chloroplast DNA) – ДНК, содержащаяся в хлоропластах растений.
• Фрагментарныйанализ или анализ длины фрагмента (fragmentary analysis or fragment length analysis) – это метод, основанный на ПЦР, который позволяет количественно определить размер и долю длины участка повтора ДНК в области с переменной фазой
• Функциональный анализ генов (functional analysis of genes) – метод, позволяющий изучать функции генов, связанных с каким-либо заболеванием, в клеточных моделях или животных моделях.
• Частота встречаемости аллеля (allele frequency) – доля конкретного аллеля среди других аллелей в популяции.
• Электрофореграмма (electrophoregram) – графическое изображение результата электрофореза.
• Электрофорез (electrophoresis) – техника разделения, очистки и детекции молекул, основанная на различии скорости их движения под воздействием электрического поля.
• Эпигенетические исследования (еpigenetic studies) – метод, позволяющий изучать изменения в экспрессии генов, которые не связаны с изменениями в последовательности ДНК.
• Экспрессионный анализ генов (gene expression analysis) – метод, позволяющий изучать уровень экспрессии генов, связанных с каким-либо заболеванием, в разных тканях и органах.
• Ядерная ДНК (nuclear DNA, nDNA) – ДНК, содержащаяся в ядре эукариотических организмов
• SNP-локус (single nucleotide polymorphism locus, SNP-locus) – участок ДНК, последовательности аллелей которого различаются одним нуклеотидом.
• STR-локус (short tandem repeat locus, STR-locus) – участок ДНК, состоящий из следующих друг за другом повторяющихся нуклеотидных звеньев с некоторой общей последовательностью длиной от 3 до 5 нуклеотидов. Примечание – Индивидуальные аллели STR-локуса отличаются друг от друга числом этих одинаковых тандемно-повторяющихся последовательностей (повторов).