slide-pool forenznÍ genetiky rozšířený soubor obrazových schémat k publikaci

SLIDE-POOL FORENZNÍ GENETIKY rozšířený soubor obrazových schémat

k publikaci Breviář forenzní genetikyvýukový materiál grantového projektu

CZ.1.07/2.3.00/09.0080 – „4n6gen – vzdělávání v oblasti forenzní genetiky“

Autorka: Mgr. Halina ŠimkováRecenzoval: doc. Jiří Drábek, Ph.D.

Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky a realizován

Československou společností pro forenzní genetiku.Všechna práva vyhrazena.

O PROJEKTUProjekt: 4N6gen - vzdělávání v oblasti forenzní genetiky,

www.4n6gen.orgRegistrační číslo: CZ.1.07/2.3.00/09.0080Název programu: Operační program vzdělání pro konkurenceschopnostPrioritní osa: 2 – Terciární vzdělávání Oblast podpory: 2.3 – Lidské zdroje ve výzkumu a vývoji Název příjemce: Československá společnost pro forenzní genetiku, IČ 27033724,

www.cssfg.orgŘešitel: Doc. Mgr. Jiří Drábek, PhD. Realizace projektu: 1. 7. 2009 – 31. 6. 2012

Projekt 4N6gen si klade za cíl podpořit a rozvíjet týmovou spolupráci a další vzdělávání pracovníků vědy a výzkumu ve forenzní genetice. Realizační tým ČSSFG tímto projektem vzdělává české odborníky v nejnovějších poznatcích v oboru a v současných bioinformatických nástrojích pro interpretaci výsledků DNA profilování. Zároveň chce nastavit formální a neformální spolupráci mezi kriminalistickými a univerzitními institucemi. Horizontálním výstupem projektu je zlepšení soudní interpretace výsledků forenzně genetické práce.Celý projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

SLIDE-POOL FORENZNÍ GENETIKY – soubor obrazových schémat Výukový materiál grantového projektu CZ.1.07/2.3.00/09.0080 – „4n6gen – vzdělávání v oblasti forenzní

genetiky“. Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky a realizován Československou

společností pro forenzní genetiku. Autorka schémat: Mgr. Halina Šimková. Všechna práva vyhrazena.

SLIDE-POOL: PODMÍNKY UŽITÍ




materiál je určen:• k samostudiu pro neomezenou cílovou skupinu• k veřejné prezentaci v rámci nekomerčních odborných forenzně

genetických přednášekprezentovány mohou být jednotlivé snímky nebo materiál jako celekpro veřejnou prezentaci nesmějí být jednotlivé snímky jakkoli upravovány, pozměňovány či doplňovány; rovněž nesmějí být odstraňovány ochranné a identifikační prvky materiálujednotlivé snímky mohou být v nezměněné podobě začleněny do vlastní prezentace za podmínky zachování všech ochranných a identifikačních prvkůnení dovoleno vyjímat dílčí části snímků (např. jednotlivá schémata) a vkládat je do vlastních prezentací či jiných materiálů veřejně prezentovaných nebo šířených tiskem či elektronickyvšechny části slide-poolu jsou původní a podléhají autorským právůmmateriál jako celek může být volně šířen v elektronické či tiskové podobě za podmínky nezasahování do nějmateriál není zbožím a nesmí být v žádné formě obchodován

SLIDE-POOL: CHARAKTERISTIKA




tento slide-pool je doplňkovým materiálem publikace „Breviář forenzní genetiky“ autorky Haliny Šimkové, vydané v r. 2012 Československou společností pro forenzní genetiku v rámci realizace grantového projektu 4N6gen - vzdělávání v oblasti forenzní genetikymateriál přináší základní obrazová schémata k jednotlivým kapitolám knihy; obsažena jsou jednak schémata použitá v knize ve formě ilustrací, jednak další - doplňující a rozšiřujícímateriál je zpracován ve formátu .pptx, .ppt a .pdf

SLIDE-POOL: STRUKTURA SNÍMKŮ

Název snímkuČíslo sekce a číslo tabule (snímku)

Ochranné a identifikační prvky

Schéma




O AUTORCE




Mgr. Halina Šimková vystudovala odbornou biologii se specializací na genetiku člověka a antropologii na Přírodovědecké fakultě Univerzity Karlovy v Praze. Už v době studia působila dva roky jako civilní stážistka na Kriminalistickém ústavu Praha Policie ČR, od roku 2002 zde pracuje jako DNA expertka na oddělení genetických expertíz. V roce 2005 se jako DNA specialistka účastnila mise Interpolu při identifikacích obětí tsunami v Thajsku. Po ukončení studií v r. 2002 spoluzaložila a přednáší předmět Forenzní genetika na PřF UK. Velkou prioritou pro ni vždy byla a je didaktika oboru – kromě odborných přednášek na univerzitě se věnuje přípravě budoucích expertů, specializačnímu dalšímu vzdělávání stávajících znalců a expertů, odbornému vzdělávání kriminalistů, přednáší pro soudce a státní zástupce, ale nesmírně ráda také přibližuje obor naprostým laikům při přednáškách pro veřejnost. Je zakládající členkou Československé společnosti pro forenzní genetiku, od roku 2007 je její místopředsedkyní.

Kromě biologie se ráda věnuje výtvarným aktivitám (v r. 1995 absolvovala studium scénografie a kostýmního výtvarnictví na Soukromé mistrovské škole uměleckého designu v Praze, v letech 1998-1999 byla studentkou animované tvorby na FAMU); své dovednosti v této oblasti nyní uplatňuje při tvorbě výukových materiálů, jako je tento SLIDE-POOL.

SLIDE-POOL: OBSAH (1)

Sekce I.: Forenzní genetika jako obor• Tabule 1: Základní aplikace forenzní genetiky a související obory• Tabule 2: Historie, současnost a budoucnost forenzní genetiky

Sekce II.: Biologické stopy a biologický materiál• Tabule 3: Co je biologický materiál a biologická stopa• Tabule 4: Charakteristiky biologické stopy• Tabule 5: Orientační a specifické zkoušky tkáňového původu biologického materiálu• Tabule 6: Standardní srovnávací vzorky osob• Tabule 7: Speciální srovnávací vzorky osob• Tabule 8: Vyhledávání biologických stop• Tabule 9: Příčiny degradace DNA• Tabule 10: Odběr biologického materiálu• Tabule 11: Kontaminace stopy• Tabule 12: Biologická stopa v čase• Tabule 13: Primární a sekundární přenos biologického materiálu• Tabule 14: Důkazní potenciál stopy





Sekce III.: Seznámení s genetikou• Tabule 15: Struktura jednořetězcové DNA• Tabule 16: Struktura dvouřetězcové DNA• Tabule 17: Další stupně uspořádání DNA• Tabule 18: Karyotyp• Tabule 19: Genetický kód• Tabule 20: Replikace – transkripce – translace• Tabule 21: Gen – lokus – marker• Tabule 22: DNA v lidské buňce• Tabule 23: Příčiny variability• Tabule 24: Polymorfismus a variabilita lokusů v DNA• Tabule 25: Mitóza (mitotické dělení)• Tabule 26: Meióza (redukční dělení)• Tabule 27: Oplození• Tabule 28: Dědičnost autozomálních lokusů• Tabule 29: Dědičnost Y–chromozomálních lokusů• Tabule 30: Dědičnost X–chromozomálních lokusů • Tabule 31: Dědičnost mitochondriální DNA





Sekce IV.: Forenzní potenciál genetické analýzy• Tabule 32: Individualita a identifikace• Tabule 33: Geneta a rameta• Tabule 34: Modulární a unitární organismy• Tabule 35: Genetický profil osoby • Tabule 36: Genetická informace jednovaječných dvojčat• Tabule 37: Genetická informace dvojvaječných dvojčat• Tabule 38: Genetická informace chimérického jedince• Tabule 39: Směna buněk mezi dvojvaječnými dvojčaty• Tabule 40: Maternální a fetální mikrochimérismus• Tabule 41: Posttransplantační chimérismus• Tabule 42: Očekávaná shoda u dvojice matka – dcera• Tabule 43: Očekávaná shoda u dvojice matka – syn• Tabule 44: Očekávaná shoda u dvojice otec – dcera• Tabule 45: Očekávaná shoda u dvojice otec – syn• Tabule 46: Očekávaná shoda u dvojice sestra – sestra• Tabule 47: Očekávaná shoda u dvojice sestra – bratr• Tabule 48: Očekávaná shoda u dvojice bratr – bratr• Tabule 49: Očekávaná shoda u dvojice babička z matčiny strany – vnučka• Tabule 50: Očekávaná shoda u dvojice babička z matčiny strany – vnuk





• Tabule 51: Očekávaná shoda u dvojice dědeček z matčiny strany – vnučka• Tabule 52: Očekávaná shoda u dvojice dědeček z matčiny strany – vnuk• Tabule 53: Očekávaná shoda u dvojice babička z otcovy strany – vnučka• Tabule 54: Očekávaná shoda u dvojice babička z otcovy strany – vnuk• Tabule 55: Očekávaná shoda u dvojice dědeček z otcovy strany – vnučka• Tabule 56: Očekávaná shoda u dvojice dědeček z otcovy strany – vnuk• Tabule 57: Očekávaná shoda u dvojice nevlastních sester (společná matka)• Tabule 58: Očekávaná shoda u dvojice nevlastních sester (společný otec)• Tabule 59: Očekávaná shoda u dvojice nevlastní sestra a bratr (společná matka)• Tabule 60: Očekávaná shoda u dvojice nevlastní sestra a bratr (společný otec)• Tabule 61: Očekávaná shoda u dvojice nevlastních bratrů (společná matka)• Tabule 62: Očekávaná shoda u dvojice nevlastních bratrů (společný otec)• Tabule 63: Rodokmen – stupeň příbuznosti• Tabule 64: Rodokmen – dědičnost autozomálních lokusů• Tabule 65: Rodokmen – dědičnost X–chromozomálních lokusů• Tabule 66: Rodokmen – dědičnost Y–chromozomálních lokusů• Tabule 67: Rodokmen – dědičnost mitochondriální DNA• Tabule 68: Rodokmen – konsangvinita a incest• Tabule 69: Rodokmen – mnohotný incest• Tabule 70: Rodokmen – Ancestry Informative Markers• Tabule 71: Predikce fenotypových znaků




SLIDE-POOL: OBSAH (5) Sekce V.: Obecné principy forenzně genetické analýzy• Tabule 72: Struktura krátké tandemové repetice (STR)• Tabule 73: Alely STR lokusu – standardní a mikrovariantní• Tabule 74: Srovnání genotypu stopy a osoby• Tabule 75: Struktura jednonukleotidového polymorfismu (SNP)• Tabule 76: Struktura mitochondriální DNA (mtDNA)• Tabule 77: Určení pohlaví

Sekce VI.: Technologie forenzně genetické analýzy• Tabule 78: Základní kroky technologického zpracování stopy• Tabule 79: Princip organické extrakce DNA• Tabule 80: Princip vyvázání enzymatických kofaktorů• Tabule 81: FTA karty• Tabule 82: Vazba DNA na siliku• Tabule 83: Diferenciální lýza• Tabule 84: Laserová mikrodisekce (LCM)• Tabule 85: Spektrofotometrická kvantifikace• Tabule 86: Fluorimetrická kvantifikace• Tabule 87: Specifická kvantifikace – princip• Tabule 88: Specifická kvantifikace – slot blot hybridizace





• Tabule 89: Složení PCR směsi a denaturační fáze PCR • Tabule 90: Anelační a elongační fáze PCR• Tabule 91: Princip elektroforézy DNA• Tabule 92: Princip kapilární elektroforézy• Tabule 93: Monoplexová a multiplexová analýza STR lokusů• Tabule 94: Sekvenace asymetrickou PCR• Tabule 95: Monoplexová a multiplexová analýza SNP lokusů• Tabule 96: Mechanismy degradace DNA• Tabule 97: Klasická a miniSTR analýza• Tabule 98: Stochastické jevy

Sekce VII.: Interpretace forenzně genetických dat• Tabule 99: Základní kroky procesu práce s daty

Sekce VIII.: Uchovávání zdrojů genetických informací• Tabule 100: Možné formy uchovávání zdrojů genetických informací




ZÁKLADNÍ APLIKACE FORENZNÍ GENETIKY A SOUVISEJÍCÍ OBORYSekce I.

Tabule 1




FORENZNÍ GENETIKA

kriminalistická analýza DNA

identifikační analýza DNA

posuzování biologické příbuznosti

???

chovatelství, zemědělství,

potravinářství

archeogenetika

lékařská genetika

HISTORIE, SOUČASNOST A BUDOUCNOST FORENZNÍ GENETIKYSekce I.

Tabule 2




20202010200019901980

1991 – první kriminalistická

DNA analýza u nás

1988 – FBI začíná užívat DNA analýzu

jako důkazní metodu

1984 - britský vědec Alec Jeffreys objevil

první metodu identifikace osob – DNA fingerprinting

DNA fingerprinting

1995 – první DNA databáze (Velká Británie)

STR analýza

2002 – spuštěna česká Národní databáze DNA

automatizace a urychlení analýz

analýza vysoce problematických vzorků

1998 – FBI spouští DNA databázi na

systému CODIS)

prediktivní analýzy

určení tkáňového původu stopy

určení stáří stopy

rozlišení ident. dvojčat

CO JE BIOLOGICKÝ MATERIÁL A BIOLOGICKÁ STOPASekce II.Tabule 3




BIOLOGICKÝ MATERIÁL vše, co bylo či je součástí nebo produktem živého organismu

krev sperma sliznice zvířecí chlupy části rostlin

BIOLOGICKÁ STOPA biologický materiál zajištěný v souvislosti s kriminalisticky relevantní událostí – například na místě činu

krev na střepu stěr moči sliny na nedopalku

CHARAKTERISTIKY BIOLOGICKÉ STOPYSekce II.Tabule 4




biologická stopa

tkáňový původ druhový původ původce

? ??

ORIENTAČNÍ A SPECIFICKÉ ZKOUŠKY TKÁŇOVÉHO PŮVODU BMSekce II.

Tabule 5




ORIENTAČNÍ ZKOUŠKA

pozitivní výsledek indikuje, že by se mohlo jednat o daný

biologický materiál

SPECIFICKÁ ZKOUŠKA

pozitivní výsledek indikuje, že se prakticky s jistotou jedná o daný biologický

materiál

+ výsledek =„může se jednat o

krev“

- výsledek =„nejspíš se

nejedná o krev“

C T C T

+ výsledek =„s jistotou se

jedná o sperma“

- výsledek =„s jistotou se

nejedná o sperma“

STANDARDNÍ SROVNÁVACÍ VZORKY OSOBSekce II.Tabule 6




BUKÁLNÍ STĚR

PERIFERNÍ KREV

= otěr buněk sliznice vnitřní strany tváře• neinvazívní, neintimní• lze provést sám sobě nebo jinou poučenou osobou• snadno skladovatelný při pokojové teplotě

= odběr krve ze žíly• invazívní, spojený s malou mírou rizika (infekce apod.)• musí ho provádět zdravotnický personál• obtížnější dlouhodobé uchovávání vzorku

ŽIVÉ OSOBY

NEHTY, KOŽNÍ SEŠKRABYnelze-li zajistit jiný materiál např. z etických důvodů

SPECIÁLNÍ SROVNÁVACÍ VZORKYSekce II.Tabule 7




BUKÁLNÍ STĚR

PERIFERNÍ KREV

dle stavu těla, tj. pokročilosti degradace:

SVALOVÁ TKÁŇ

KOST, ZUB

MRTVOLY EMBRYA, PLODY

dle situace:

POTRATOVÝ MATERIÁL

CHORIOVÉ KLKY

PLODOVÁ VODA

PUPEČNÍKOVÁ KREV

VYHLEDÁVÁNÍ BIOLOGICKÝCH STOPSekce II.Tabule 8




STOPY MARKANTNÍ, VIDITELNÉ OKEM I PŘI ZBĚŽNÉM POHLEDU

STOPY VIDITELNÉ OKEM PŘI PODROBNÉM OHLEDÁNÍ

STOPY NEVIDITELNÉ OKEM, DETEKOVATELNÉ SPEC. POMŮCKAMI

STOPY ZCELA LATENTNÍ, ODEBÍRANÉ „NASLEPO“

PŘÍČINY DEGRADACE DNASekce II.Tabule 9




bakterie, plísně apod.

chemikálie (oxidační činidla apod.)

vlhkost

UV zářenívysoká teplota

ODBĚR BIOLOGICKÉHO MATERIÁLUSekce II.Tabule 10




běžný odběrový tampón užívaný ve zdravotnictví

speciální kartáčkovitý forenzní odběrový tampón

KONTAMINACE STOPYSekce II.Tabule 11




biologická stopa – zdroj původní DNA

možné zdroje kontaminující DNA:

odběrové pomůcky

osoby manipulující se stopami

jiné stopy nebo

dokonce srovnávací

vzorky

BIOLOGICKÁ STOPA V ČASESekce II.Tabule 12




uvolnění BM z těla

nanesení BM na nosič = vznik stopy

postupná degradace až zánik stopy

nalezení stopy při ohledání = zajištění stopy

spotřebování stopy

lab. analýza stopy = odběr BM ze stopy

deponování zbytku stopy

nebo

nebo

PRIMÁRNÍ A SEKUNDÁRNÍ PŘENOS BIOLOGICKÉHO MATERIÁLUSekce II.

Tabule 13




primární přenos biologického

materiálu

sekundární přenos biologického

materiálu

HODNOTA BIOLOGICKÉ STOPYSekce II.Tabule 14




TECHNICKÁ HODNOTA STOPY

TAKTICKÁ HODNOTA STOPY

PROCESNÍ HODNOTA STOPY

= jak je stopa po technické stránce použitelná pro analýzu

= jak silně mohou závěry analýzy stopy posílit či oslabit platnost jednotlivých hypotéz o skutku při dokazování

= jak silně mohou závěry analýzy stopy pomoci v dalším vyšetřování

stopy s velmi malým množstvím BM, s degradovaným BM apod.

stopy s velkým množstvím nedegradovaného BM

stopy těsně spojené se skutkem, „usvědčující“ – např. BM z interrupce v případě pohlavního zneužívání

stopy s nejasnou vazbou na skutek – např. nedopalek na chodníku před obchodem, kde došlo ke vloupání

stopa umožňující nasměrování vyšetřování (např. nesoucí informaci o fyzických znacích osoby, která ji zanechala)

stopa neumožňující nasměrování vyšetřování

STRUKTURA JEDNOŘETĚZCOVÉ DNASekce III.Tabule 15




AT T GC C

trifosfát

báze

deoxyribóza

NUKLEOTID

STRUKTURA DVOUŘETĚZCOVÉ DNASekce III.Tabule 16




A AAT

T

T

G GGC C

C

DALŠÍ STUPNĚ USPOŘÁDÁNÍ DNASekce III.Tabule 17




dvoušroubovice DNA (dsDNA)

nukleozóm

30 nm vlákno

chromatida

KARYOTYPSekce III.Tabule 18




buněčné jádro

2 párové chromozómy

GENETICKÝ KÓDSekce III.Tabule 19




A A A G GT TC C

serin alanin glycin

REPLIKACE – TRANSKRIPCE – TRANSLACESekce III.Tabule 20




DNA

DNA

RNA bílkovina

replikace transkripce translace

GEN – LOKUS – MARKERSekce III.Tabule 21




POJMY UŽÍVANÉ K OZNAČENÍ MÍST V DNA

GEN = funkční úsek DNA, jehož určitá část je překládána do struktury bílkovin a ostatní části se tohoto překladu nějakým způsobem účastní

LOKUS = libovolný adresný úsek DNA či místo v DNA, a to libovolného rozsahu i funkce

MARKER = úsek DNA (ať už v genu či extragenové DNA), který je předmětem testování

DNA V LIDSKÉ BUŇCESekce III.Tabule 22




mitochondrie obsahující kruhovou DNA

buněčné jádros chromozómy

PŘÍČINY VARIABILITYSekce III.Tabule 23




GENETICKÉ EPIGENETICKÉ ENVIRONMENTÁLNÍ = v genech = v regulaci = v prostředí

výsledná podoba znaku – fenotyp – je dán kombinací všech těchto zdrojů variability

POLYMORFISMUS A VARIABILITA LOKUSŮ V DNASekce III.Tabule 24




nepolymorfní lokus

nízce polymorfní lokus

vysoce polymorfní lokus

MITÓZA (MITOTICKÉ DĚLENÍ)Sekce III.Tabule 25




MEIÓZA (REDUKČNÍ DĚLENÍ)Sekce III.Tabule 26




OPLOZENÍSekce III.Tabule 27




DĚDIČNOST AUTOZOMÁLNÍCH LOKUSŮSekce III.Tabule 28




homozygot heterozygot heterozygot heterozygot

DĚDIČNOST Y–CHROMOZOMÁLNÍCH LOKUSŮSekce III.Tabule 29




Y

Y

Y

XX X

X X X XX

XXX

YX

DĚDIČNOST X–CHROMOZOMÁLNÍCH LOKUSŮSekce III.Tabule 30




XX X

XX XX X

hemizygot homozygot heterozygot hemizygot

X X

Y

Y Y

X

X

Y

DĚDIČNOST MITOCHONDRIÁLNÍ DNASekce III.Tabule 31




INDIVIDUALITA A IDENTIFIKACESekce IV.Tabule 32




vysoce polymorfní lokus 1







testováním většího množství vysoce polymorfních lokusů lze dosáhnout individuální identifikace genetického jedince

GENETA A RAMETASekce IV.Tabule 33




oplozením vajíčka spermií vzniká ZYGOTA

GENETA = genetický jedinec = soubor všech buněk odvozených

z jedné zygoty

RAMETA = fyzický jedinec = prostorově ohraničený jedinec, jedinec jako funkční jednotka

MODULÁRNÍ A UNITÁRNÍ ORGANISMYSekce IV.Tabule 34




MODULÁRNÍ ORGANISMY UNITÁRNÍ ORGANISMY• tělo složeno z opakujících se

modulů• růst obvykle neukončený• oddělený modul může dát

vzniknout novému fyzickému jedinci

• jeden genetický jedinec může být vyjádřen jako mnoho jedinců fyzických

• tělo složeno z unikátních neopakujících se částí (orgánů)

• růst ukončený – organismus prochází životními etapami

• oddělená část nemůže dát vzniknout novému fyzickému jedinci

• jeden genetický jedinec je obvykle vyjádřen jako jeden jedinec fyzický

GENETICKÝ PROFIL OSOBY Sekce IV.Tabule 35




GENETICKÁ INFORMACE JEDNOVAJEČNÝCH DVOJČATSekce IV.Tabule 36










GENETICKÁ INFORMACE DVOJVAJEČNÝCH DVOJČATSekce IV.Tabule 37










GENETICKÁ INFORMACE CHIMÉRICKÉHO JEDINCESekce IV.Tabule 38










SMĚNA BUNĚK MEZI DVOJVAJEČNÝMI DVOJČATYSekce IV.Tabule 39




částečným propojením krevních oběhů dochází ke směně

krvetvorných buněk

kostní dřeň trvale obsahuje malé množství krvetvorných buněk

dvojčete

MATERNÁLNÍ A FETÁLNÍ MIKROCHIMÉRISMUSSekce IV.Tabule 40




na placentě může docházet k přestupu buněk plodu do těla

matky a obráceně tělo matky trvale obsahuje buňky

dítěte (fetální mikrochimérismus) a tělo dítěte buňky matky

(maternální mikrochimérismus)

POSTTRANSPLANTAČNÍ CHIMÉRISMUS - BMTSekce IV.Tabule 41




PACIENT

DÁRCE

likvidace vlastní kostní

dřeně chemoterapií

transplantace dárcovy kostní

dřeně

odběr dárcovy kostní dřeně

tělo pacienta trvale obsahuje kostní dřeň dárce; genetický

profil buněk kostní dřeně a buněk od nich odvozených je

identický s genetickým profilem dárce

OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE MATKA – DCERASekce IV.Tabule 42




50 % autozomální DNA je shodné původem

obě mají po dvou X chromozómech, z toho jeden je shodný původem

nemají Y-chromozóm

mitotyp je shodný původem

OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE MATKA – SYNSekce IV.Tabule 43





matka má dva X chromozómy, syn jeden, a to shodný původem s jedním z matčiných X chromozómů

matka nemá Y-chromozóm


OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE OTEC – DCERASekce IV.Tabule 44





dcera má dva X chromozómy, otec jeden, a to shodný původem s jedním z dceřiných X chromozómů

dcera nemá Y-chromozóm

mitotyp není shodný původem

OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE OTEC – SYNSekce IV.Tabule 45





otec i syn mají po jednom X chromozómu, tyto nejsou shodné původem

otec i syn mají po jednom Y chromozómu, tyto jsou shodné původem


OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE SESTRA – SESTRASekce IV.Tabule 46




v průměru 50 % autozomální DNA je shodné původem

obě mají po dvou X chromozómech, jeden nebo oba jsou shodné původem



OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE SESTRA – BRATRSekce IV.Tabule 47





sestra má dva X chromozómy, bratr jeden, tento může a nemusí být shodný původem s jedním ze sestřiných X chromozómů

sestra nemá Y-chromozóm


OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE BRATR – BRATRSekce IV.Tabule 48





oba mají po jednom X chromozómu, tyto mohou a nemusí být shodné původem

oba mají po jednom Y chromozómu, tyto jsou shodné původem


OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE BABIČKA Z MATČINY STRANY – VNUČKASekce IV.

Tabule 49





obě mají po dvou X chromozómech, z toho jeden může a nemusí být shodný původem



OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE BABIČKA Z MATČINY STRANY – VNUKSekce IV.

Tabule 50





babička má dva X chromozómy, vnuk jeden, tento může a nemusí být shodný původem s jedním z babiččiných X chromozómů

babička nemá Y-chromozóm


OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE DĚDEČEK Z MATČINY STRANY – VNUČKASekce IV.

Tabule 51





vnučka má dva X chromozómy, dědeček jeden, tento může a nemusí být shodný původem s jedním z vnuččiných X chromozómů

vnučka nemá Y-chromozóm


OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE DĚDEČEK Z MATČINY STRANY – VNUKSekce IV.

Tabule 52






oba mají po jednom Y chromozómu, tyto nejsou shodné původem


OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE BABIČKA Z OTCOVY STRANY – VNUČKASekce IV.

Tabule 53








OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE BABIČKA Z OTCOVY STRANY – VNUKSekce IV.

Tabule 54





babička má dva X chromozómy, vnuk jeden, tento není shodný původem ani s jedním z babiččiných X chromozómů

babička nemá Y-chromozóm


OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE DĚDEČEK Z OTCOVY STRANY – VNUČKASekce IV.

Tabule 55





vnučka má dva X chromozómy, dědeček jeden, tento není shodný původem ani s jedním z vnuččiných X chromozómů

vnučka nemá Y-chromozóm


OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE DĚDEČEK Z OTCOVY STRANY – VNUKSekce IV.

Tabule 56





oba mají po jednom X chromozómu, tyto nejsou shodné původem



OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE NEVLASTNÍCH SESTER (SPOLEČNÁ MATKA)Sekce IV.

Tabule 57





obě mají po dvou X chromozómech, z toho jeden nebo žádný je shodný původem



OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE NEVLASTNÍCH SESTER (SPOLEČNÝ OTEC)Sekce IV.

Tabule 58








OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE NEVLASTNÍ SESTRA A BRATR (SPOLEČNÁ MATKA)Sekce IV.

Tabule 59





sestra má dva X chromozómy, bratr jeden, tento může a nemusí být shodný původem s jedním ze sestřiných X chromozómů



OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE NEVLASTNÍ SESTRA A BRATR (SPOLEČNÝ OTEC)Sekce IV.

Tabule 60





sestra má dva X chromozómy, bratr jeden, tyto nejsou shodné původem



OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE NEVLASTNÍCH BRATRŮ (SPOLEČNÁ MATKA)Sekce IV.

Tabule 61






oba mají po jednom Y chromozómu, tyto nejsou shodné původem


OČEKÁVANÁ SHODA U DVOJICE NEVLASTNÍCH BRATRŮ (SPOLEČNÝ OTEC)Sekce IV.

Tabule 62





oba mají po jednom X chromozómu, tyto nejsou shodné původem



RODOKMEN – STUPEŇ PŘÍBUZNOSTISekce IV.Tabule 63




RODOKMEN – DĚDIČNOST AUTOZOMÁLNÍCH LOKUSŮSekce IV.Tabule 64




RODOKMEN – DĚDIČNOST X–CHROMOZOMÁLNÍCH LOKUSŮSekce IV.

Tabule 65




RODOKMEN – DĚDIČNOST Y–CHROMOZOMÁLNÍCH LOKUSŮSekce IV.

Tabule 66




RODOKMEN – DĚDIČNOST MITOCHONDRIÁLNÍ DNASekce IV.Tabule 67




RODOKMEN – KONSANGVINITA A INCESTSekce IV.Tabule 68




otec matka

syn

poloviční sestra = manželka

otcova milenka

snacha

vnuk

pravnučka

dědeček babička dědeček babička

výchozí osoba (proband)

muž

žena

1/4 1/4

9/16 9/16

1/4 1/45/16 5/16

0

1/4

5/8 0

05/16

5/32

pradědeček prababička

osoby s vyznačeným podílem genetické informace shodné s probandem

5/32

1/4

konsangvinní vztah

incestní vztah

kryptický vztah

RODOKMEN – MNOHOTNÝ INCESTSekce IV.Tabule 69




sestřenice

dcera + incestní partnerka

otec matka strýc nebiologická teta

výchozí osoba (proband)

muž

žena

1/4 1/4

1/8

1/2 01/2 1/4

9/16

25/32

57/64

dědeček babička

osoby s vyznačeným podílem genetické informace shodné s probandem

5/32

1/4

konsangvinní vztah

incestní vztah

vnučka + dcera + incestní partnerka

syn + vnuk + pravnuk

RODOKMEN – ANCESTRY INFORMATIVE MARKERSSekce IV.Tabule 70




mitotyp

Y-haplotyp

set SNP AIMS

PREDIKCE FENOTYPOVÝCH ZNAKŮSekce IV.Tabule 71




Dobře predikovatelné pomocí analýzy SNP jsou pigmentační charakteristiky:

Dosud prakticky nepredikovatelné jsou např. tělesná výška či tvar obličeje:

STRUKTURA KRÁTKÉ TANDEMOVÉ REPETICE (STR)Sekce V.Tabule 72




TT

AA T

A

G

C TT

AA T

A

G

C TT

AA T

A

G

C TT

AA T

A

G

C

KRÁTKÁ TANDEMOVÁ REPETICEtvořená několikerým opakováním základního motivu

KONSTANTNÍ SEKVENCE


ALELY STR LOKUSU – STANDARDNÍ A MIKROVARIANTNÍSekce V.Tabule 73




alela 7KONSTANTNÍ SEKVENCE


alela 8

alela 7.2

alela 7.2 (jiná varianta)

TT

AA T

A

G

C T

AG

C TT

AA T

A

G

C

SROVNÁNÍ GENOTYPU STOPY A OSOBYSekce V.Tabule 74




BIOLOGICKÁ STOPA

GENOTYP TESTOVANÉHO STR

LOKUSU:11/15

OSOBA „B“není původcem stopy


LOKUSU:12/15

OSOBA „C“není původcem stopy


LOKUSU:11/15OSOBA „A“

původce stopy


LOKUSU:11/15

zákonitá shoda

(osoba je původcem stopy, tj.

profil bude téměř

s jistotou shodný)

náhodná shoda (osoba má koincidencí stejný genotyp jako

skutečný původce)

neshoda

STRUKTURA JEDNONUKLEOTIDOVÉHO POLYMORFISMU (SNP)Sekce V.

Tabule 75




T

A T

AT

A G

C TT

AA T

A

G

C

T

A T

AT

A G

C T

AT

A

G

C C

G

JEDNONUKLEOTIDOVÝ POLYMORFISMUS

(SNP)

STRUKTURA MITOCHONDRIÁLNÍ DNA (MTDNA)Sekce V.Tabule 76




ORI Hreplikační počátek těžkého řetězce mtDNA

HYPERVARIABILNÍ OBLASTI 1, 2 a 3obsahují četné:

ATTACGCTACGCATTCAAGTCCCCATGGATTACAGTAGTTC

ATTACGCTAGGCATTCAAGTCCCCCATGGATTACGTAGTTC

substituce inzerce delece

URČENÍ POHLAVÍSekce V.Tabule 77




MUŽSKÁ BUŇKA ŽENSKÁ BUŇKA

X-chromozóm Y-chromozóm dva X-chromozómy

část genu pro amelogenin část genu pro amelogenin

6 bp

ZÁKLADNÍ KROKY TECHNOLOGICKÉHO ZPRACOVÁNÍ STOPYSekce VI.

Tabule 78




zajištění materiálu

izolace DNA

kvantifikace DNA

genotypizace vybraných markerů

?

PRINCIP ORGANICKÉ EXTRAKCE DNASekce VI.Tabule 79




organická fáze s nepolárními látkami

vodná fáze s polárními látkami včetně DNA

mezifáze s bílkovinami

PRINCIP VYVÁZÁNÍ ENZYMATICKÝCH KOFAKTORŮSekce VI.Tabule 80




stabilní roztok obsahující DNA

chelatační činidlo vyvazující enzymatické

kofaktory

FTA KARTYSekce VI.Tabule 81




DNA je imobilizována a vázána na celulózová vlákna

VAZBA DNA NA SILIKUSekce VI.Tabule 82




DNA je v prostředí chaotropních solí vázána na siliku

magnetosilikové partikule

DIFERENCIÁLNÍ LÝZASekce VI.Tabule 83




slaběji lyzující roztok

silněji lyzující roztok

IZOLÁT DNA Z EPITELIÍ „ŽENSKÁ FRAKCE“

IZOLÁT DNA ZE SPERMIÍ „MUŽSKÁ FRAKCE“

LASEROVÁ MIKRODISEKCE (LCM)Sekce VI.Tabule 84




pomocí laserového paprsku jsou vyříznuty

požadované buňky (např. spermie)

pomocí světelného pulzu jsou vyříznuté

buňky přeneseny do víčka zkumavky

SPEKTROFOTOMETRICKÁ KVANTIFIKACESekce VI.Tabule 85




Po průchodu kyvetou poklesne intenzita světla

(část je ho pohlcena roztokem v kyvetě)

SVĚTELNÝ ZDROJ

DĚLICÍ HRANOL

SPEKTRÁLNÍ FILTR

KYVETA S ROZTOKEM

CCD DETEKTOR

FLUORIMETRICKÁ KVANTIFIKACESekce VI.Tabule 86




Na/do DNA se naváže fluorescenční barvivo

CCD DETEKTOR

SVĚTELNÝ ZDROJ

Po excitaci laserem navázané fluorescenční barvivo září

Čím více je DNA ve vzorku, tím více barviva se naváže a tím více

vzorek září:

SPECIFICKÁ KVANTIFIKACE – PRINCIPSekce VI.Tabule 87




Sonda hybridizuje (tj. páruje) pouze s

komplementární sekvencí

Nenavázaná sonda není fluorescenčně aktivní

SPECIFICKÁ KVANTIFIKACE – SLOT BLOT HYBRIDIZACESekce VI.Tabule 88




0,15 0,3 0,6 1,2 2,5 5 10

neznámé (měřené) vzorky

kalibrační řada (vzorky známých koncentrací)

SLOŽENÍ PCR SMĚSI A DENATURAČNÍ FÁZE PCRSekce VI.Tabule 89




volné nukleotidyenzym polymerázaprimerový párF R

96°C

fáze

den

atur

ace

cílové místo primeru F cílové místo primeru Rhlav

ní k

ompo

nent

y PC

R sm

ěsi

start PCR

ANELAČNÍ A ELONGAČNÍ FÁZE PCRSekce VI.Tabule 90




fáze

elo

ngac

efá

ze a

nnea

lingu

cílové místo s navázaným primerem R

cílové místo s navázaným primerem F

dena

tura

ce 2

. cy

klus

72°C

65°C

95°C

PRINCIP ELEKTROFORÉZY DNASekce VI.Tabule 91




+_

+_

Vzorek obsahuje směs DNA fragmentů různé délky

Po vložení napětí se fragmenty začnou gelem pohybovat k anodě

Fragmenty se v gelu rozdělí podle své délky

PRINCIP KAPILÁRNÍ ELEKTROFORÉZYSekce VI.Tabule 92




+_

+_

Vzorek s fluorescenčně značenými DNA fragmenty různé délky putuje skleněnou kapilárou naplněnou polymerem

Při průchodu fragmentu detekčním okénkem vyvolá laser silnou fluorescenci, která je zaznamenána CCD detektorem

čas T1

čas T2

čas T3

T1 T2 T3

V časovém záznamu elektroforézy – elektroforetogramu – se zvýšení fluorescence projeví jako tzv. pík

+_

MONOPLEXOVÁ A MULTIPLEXOVÁ ANALÝZA STR LOKUSŮSekce VI.Tabule 93




100 bp 120 bp 200 bp180 bp140 bp 225 bp80 bp60 bp

158 bp 194 bp

Monoplex – analýza jediného STR lokusu

Multiplex – analýza několika STR lokusů

lokus 1 lokus 2 lokus 3 lokus 4 lokus 5 lokus 6

SEKVENACE ASYMETRICKOU PCRSekce VI.Tabule 94




+ _

+ _Produktem sekvenační reakce je směs fragmentů lišících se o 1 bp; fragmenty se při elektroforéze v kapiláře rozdělí dle své délky – prochází tedy „fragment za fragmentem“

Fluorescence každého fragmentu je zaznamenána CCD detektorem; detektor rozliší různou barvu fluorescence

Fluorescenční barva, kterou byl značen fragment, odpovídá typu nukleotidu; barva píků tak může být převedena na sekvenci nukleotidů+ _

C T G C T T A C A T G C C A A C G G A C T T G C A T C A A C T G C G A

MONOPLEXOVÁ A MULTIPLEXOVÁ ANALÝZA SNP LOKUSŮSekce VI.Tabule 95




Monoplex – analýza jediného SNP lokusu

Multiplex – analýza několika SNP lokusů

C T

lokus 1 lokus 2 lokus 3 lokus 4

C T

TC C

MECHANISMY DEGRADACE DNASekce VI.Tabule 96




TT

AA T

A

G

C TT

AA

A

G

CTT

AA T

AC T

AA T

A

TT

AA T

A

G

C CTT

AA T

A

G AG

C

T

AT

AT TT

AA T

A

G

C

Narušení struktury DNA

Fragmentace DNA

A

T T

KLASICKÁ A MINISTR ANALÝZASekce VI.Tabule 97




STR

STR

primer Fprimer R

primer Fprimer R

větší délka vznikajícího fragmentu

co nejmenší délka vznikajícího fragmentu

stan

dard

ní S

TR a

nalý

zam

iniS

TR a

nalý

za

STOCHASTICKÉ JEVYSekce VI.Tabule 98




lokus 1 lokus 2 lokus 3 lokus 4 lokus 5 lokus 6

nerovnováha píků u heterozygota

alelický drop-out

lokusový drop-out

zvýšení stutteringu

alelický drop-in

STAN

DARD

NÍ P

ROFI

LLT

-DN

A PR

OFI

L

ZÁKLADNÍ KROKY PROCESU PRÁCE S DATYSekce VII.Tabule 99




data z genotypizace

posouzení kvality

statistické hodnocení

dat

znaleckýposudek

další informace k případu

?

MOŽNÉ FORMY UCHOVÁVÁNÍ ZDROJŮ GENETICKÝCH INFORMACÍSekce VIII.

Tabule 100




biologická stopa

biologický materiál

izolát DNA DNA profil

banka biologického materiálu či celých stop

banka izolátů DNA

DNA databáze

slide-pool forenznÍ genetiky rozšířený soubor obrazových schémat k publikaci

Documents