Impressão digital de DNA: princípios e técnicas de impressão digital de DNA

Leia este artigo para aprender sobre a impressão digital de DNA: Princípios e técnicas de impressão digital de DNA

Aspecto Histórico:

O estudo das impressões de dedos, palma e sola é chamado dermatoglífico.

Imagem Cortesia: www2.wmin.ac.uk/~redwayk/lectures/images/DNA_fingerprinting_01.jpg

Tem sido um assunto de interesse humano desde tempos primitivos, quando o homem costumava caçar sua comida com a ajuda de pegadas de animais. A ciência da impressão digital foi usada pela primeira vez por Sir William Herschel como um método de identificação em 1858. Na Índia, a ciência das impressões digitais foi descoberta por acaso durante uma investigação de assassinato em Jalpaiguri, em 1897.

Alec Jeffreys (1984) inventou a técnica de fingerprinting de DNA na Leicester University, Reino Unido. O Dr. VK Kashyap e o Dr. Lalji Singh começaram a tecnologia de impressão digital de DNA na Índia, no CCMB (Centro de Biologia Celular e Molecular) de Hyderabad.

O que é a impressão digital de DNA?

Impressão digital de DNA (também chamada de tipagem de DNA ou perfil de DNA). É uma técnica de determinação de sequências nucleotídicas de certas áreas do DNA que são únicas para cada indivíduo. Cada pessoa tem uma impressão digital de DNA única.

Ao contrário de uma impressão digital convencional que ocorre apenas nas pontas dos dedos e pode ser alterada por cirurgia, uma impressão digital de DNA é a mesma para todas as células, tecidos e órgãos de uma pessoa. Não pode ser alterado por qualquer tratamento conhecido. A maneira ideal de distinguir um indivíduo - de outras pessoas seria toda a sua sequência de DNA genômico.

Princípio da impressão digital de DNA:

Por suas diferenças, cerca de 0, 1% ou 3 x 10 ⁶ pares de bases (de 3 x 10 ⁹ pb) fornecem individualidade a cada ser humano. O genoma humano possui numerosas sequências de bases não codificantes, mas hereditárias, que são repetidas muitas vezes. Essas seqüências ocorrem próximo ao telômero, centrômeros, cromossomo Y e área heterocromática. A área com a mesma seqüência de bases repetida várias vezes é chamada de DNA repetitivo.

Eles podem ser separados como satélite do DNA em massa durante a centrifugação do gradiente de densidade e, portanto, chamado de DNA satélite. No satélite de satélite, a repetição de bases é em conjunto. Dependendo do comprimento, composição da base e números de unidades repetitivas, os DNAs satélites têm subcategorias como microssatélites e mini-satélites. DNAs de satélite mostram polimorfismo. O termo polimorfismo é usado quando uma variante em um locus está presente com uma freqüência de mais de 0, 01 população.

Variações ocorrem devido a mutações. Enquanto mutações em genes produzem alelos com diferentes expressões, mutações em DNA repetitivo não codificador não têm impacto imediato.

Essas mutações nas seqüências não-codificadoras se acumularam com o tempo e formam a base do polimorfismo do DNA (a variação no nível genético surge devido a mutações). O polimorfismo do DNA é a base do mapeamento genético do genoma humano, bem como da impressão digital do DNA.

As repetições de nucleotídeos curtos no DNA são muito específicas em cada indivíduo e variam
número de pessoa para pessoa, mas são herdados. Estas são as 'repetições em série do número variável' (VNTRs). Estes também são chamados de “minissatélites”. Cada indivíduo herda estas repetições de seus pais que são usadas como marcadores genéticos em um teste de identidade pessoal.

Por exemplo (Fig. 6.39), uma criança pode herdar um cromossomo com seis repetições em tandem da mãe e o mesmo tandem repetido quatro vezes no cromossomo homólogo herdado do pai. Metade dos alelos VNTR da criança se assemelha ao da mãe e a outra metade à do pai.

Técnica para impressão digital de DNA (Fig. 6.40):

(i) O DNA é extraído do núcleo de glóbulos brancos ou de espermatozóides ou das células do folículo piloso que se agarram às raízes dos pêlos que caíram ou foram puxados para fora.

(ii) As moléculas de DNA são primeiro quebradas com a ajuda da endonuclease de restrição enzimática (chamada faca química) que as corta em fragmentos. Os fragmentos de DNA também contêm os VNTRs.

(iii) Os fragmentos são separados de acordo com o tamanho por eletroforese em gel.

(iv) Fragmentos de um tamanho particular com VNTRs são multiplicados através da técnica de PCR. Eles são tratados com produtos químicos alcalinos para dividi-los em DNAs de fita simples.

(v) Os fragmentos separados de ADN de cadeia simples são transferidos para uma membrana de nylon.

(vi) Sondas radioactivas de ADN com sequências de bases repetidas complementares a possíveis VNTRs são vertidas sobre a membrana de nylon. Alguns deles se ligam aos VNTRs de cadeia simples. O método de hibridação do DNA com sondas é chamado Southern Blotting, após o nome do inventor, EM Southern (1975). A membrana de nylon é lavada para remover as sondas extras.

(vii) Um filme de raios X é exposto à membrana de nylon para marcar os locais onde as sondas de DNA radioativo se ligaram aos fragmentos de DNA. Esses lugares são marcados como bandas escuras quando o filme de raios X é desenvolvido. Isso é conhecido como autoradiografia.

(viii) As bandas escuras no filme de raios X representam as impressões digitais do DNA (= perfis de DNA).

Aplicações de impressão digital de DNA:

(i) Individualidade:

Tal como a impressão digital da pele (dermatoglíficos), a impressão digital do DNA pode ajudar a distinguir um ser humano de outro com exceção de gêmeos monozigóticos,

(ii) Paternity / Maternity Disputes:

A impressão digital com DNA pode identificar a mãe, o pai e a descendência genéticos reais,

(iii) Linhagem Humana:

DNA de vários prováveis ​​está sendo estudado para descobrir a linhagem humana,

(iv) Doenças Hereditárias:

A técnica está sendo usada para identificar genes relacionados com doenças hereditárias,

v) Forense:

A impressão digital de DNA é muito útil na detecção de crimes e atividades legais. As impressões digitais de DNA provaram que Dhanu, a bomba humana, foi o verdadeiro assassino de Shri Rajiv Gandhi, o ex-primeiro-ministro da Índia,

(vi) Sociologia:

Pode identificar grupos raciais, sua origem, migração histórica e invasões. Genografia é o estudo da história migratória da espécie humana.