DNA tüpiseerimine

DNA tüpiseerimine ehk DNA profiili määramine on levinud meetod kriminalistikas, millega saab identifitseerida inimesi tänu igaühe individuaalsele DNA mustrile. Analüüsitavaks materjaliks võib olla veri, sülg, higi, karvad, nahk, luu ja muu bioloogiline materjal, mille rakud sisaldavad DNAd. Meetodit kasutatakse ka põlvnemise kindlakstegemisel ja säilmete identifitseerimisel.

Ajalugu

1984. aastal avastas Alec Jeffreys, et igal isikul on ainult talle omane DNA muster ehk DNA sõrmejälg, mille alusel on võimalik isikuid identifitseerida. 1983. ja 1986. aastal vägistati ning tapeti Leicesteris kaks noort briti tüdrukut. Kuna mõrvad toimusid samas piirkonnas ja olid sarnaste tundemärkidega, siis kahtlustas politsei ühte meest, kes osutus süütuks. 1986. aastal tegi Inglise politsei Alec Jeffreysile ettepaneku aidata neid mõrvade uurimisel. Töö tulemusena vabastati süütu mees ning mõisteti süüdi tegelik kurjategija.
1980. aastatel oli kasutusel metoodika, mis oli äärmiselt töömahukas ning vajas suures hulgas DNAd, mida on sündmuskohalt tihti keeruline leida. Praeguseks ajaks on kohtuekspertiisialane DNA analüüsi tehnoloogia ning metoodikad kiirelt arenenud ning kvaliteetne DNA profiil on võimalik kätte saada lühikese aja jooksul väga väikesest hulgast bioloogilisest materjalist. Lisaks inimese DNA uurimisele analüüsitakse ka loomade, taimede, putukate, bakterite ja seente DNAd.
DNA profiili määramiseks on läbi ajaloo kasutatud mitmeid meetodeid. Kõige esimene kasutatav meetod oli RFLP (ingl restriction fragment length polymorphism) analüüs, mille käigus kasutati restriktsiooni ning analüüsiti VNTR (ingl variable number tandem repeat) järjestusi. See meetod on äärmiselt ajamahukas ja nõuab palju hea kvaliteediga DNAd, mida ei ole tihti võimalik sündmuskohalt leida. Kümme aastat hiljem asendus RFLP meetod STR (ingl short tandem repeat) järjestuste analüüsimeetodiga. STR analüüs on kiirem ning analüüsi jaoks piisab üsna väikesest kogustest bioloogilisest materjalist.

STR (short tandem repeat) meetod

Tänapäeval kasutatakse DNA tüpiseerimiseks meetodit, mille käigus uuritakse üksteise järel korratud lühikesi kordusjärjestusi ehk STR järjestusi. Nendes kordusjärjestustes esineb nii suur varieeruvus, et iga indiviid on seetõttu teistest eristatav. Analüüsi käigus amplifitseeritakse ehk kordistatakse (baseerub polümeraasi ahelreaktsiooni metoodikal) uuritavas proovis kindlaid DNA järjestusi. PCRi (ingl polymerase chain reaction) tulemusena tehakse nendest järjestustest miljoneid koopiaid. Amplifitseeritud fragmendid lahutatakse ja määratakse kindlaks nende pikkus kapillaarelektroforeesiga. Kriminalistikas analüüsitakse nii autosoomsetes kromosoomides esinevaid kordusjärjestusi (auto-STR) kui ka Y-kromosoomis esinevaid kordusjärjestusi (Y-STR).

Y-kromosoomi analüüs

Y-kromosoomi ehk meessugukromosoomi analüüsi saab kasutada põlvnemise kindlakstegemiseks, migratsiooni ajaloo uurimisel ja kohtuekspertiisialastes DNA analüüsides. Y-kromosoomi analüüs on hea vahend põlvnemise uurimisel, sest Y-kromosoom pärandub isalt pojale ning seetõttu on kõigil sama meesliini pidi põlvnevatel isikutel sama Y-kromosoomi haplotüüp. Kriminalistika valdkonnas annab Y-kromosoomi analüüs palju informatsiooni proovide puhul, kus on palju naisisiku DNAd ning vähestes kogustes meesisiku DNAd (nt kuriteod, kus ohvriks on naine ja kurjategijaks meesisik). Y-kromosoomi analüüsil saadud haplotüüp ei ole unikaalne, sest see esineb veel uuritud isiku meesliini sugulastel.

Mitokondriaalse DNA analüüs

Mitokondriaalse DNA (mtDNA) analüüsi kasutatakse sugulusanalüüside ja säilmete identifitseerimise puhul. mtDNA pärandub edasi emaliini pidi ja antakse edasi nii tütardele kui ka poegadele. mtDNA on võrreldes tuumse DNAga vastupidavam tänu oma rõngaskromosoomile, mis ei lase nt DNAd lagunevatel ensüümidel kinnituda DNA otstesse. Seetõttu on mtDNAd võimalik analüüsida ka lagunenud koes. mtDNA analüüsil saadud haplotüüp ei ole unikaalne, sest see esineb veel uuritud isiku emaliini sugulastel. 
mtDNAs on kolm hüpervariaabelset piirkonda (HV1, HV2, HV3), mida uuritakse kasutades sekveneerimismetoodikat. Haplotüübi määramiseks võrreldakse saadud nukleotiidset järjestust referentsjärjestusega, milleks kasutatakse CRS (ingl Cambridge Reference Sequence) järjestust. Kui uuritaval proovil esinevad erinevused referentsjärjestusega, siis need erinevused märgitakse üles – millises positsioonis ning kas tegu on deletsiooni, insertsiooni või asendusega. Lisaks võrreldakse saadud mtDNA haplotüüpi võrdlusisiku proovist saadud mtDNA haplotüübiga.

DNA andmebaasid

Esimene DNA andmebaas loodi 1995. aastal Inglismaal. Esimese viie aastaga sisestati andmebaasi üle 500 000 DNA profiili. 2010. aastaks oli see arv tõusnud nelja miljonini. DNA andmebaaside kasutuselevõtt aitas Inglismaal kaasa üle 50 000 kriminaaluurimisele. 13. oktoobril 1998 tõi FBI (ingl Federal Bureau of Investigation) välja üle Ameerika kasutatava CODISe (ingl Combined DNA Index System) nimelise DNA andmebaasi tarkvara. 2010. aastaks oli Ameerika CODISes rohkem kui üheksa miljonit DNA profiili. CODISe tarkvara kasutavad paljud riigid üle maailma, sealhulgas ka Eesti. Samas on ka neid DNA laboreid, kes siiani kasutavad DNA andmete hoiustamiseks ja töötlemiseks enda loodud tarkvara.

DNA andmete vahetus ja Prümi leping

27. mail 2005 kirjutasid Austria, Belgia, Holland, Luksemburg, Saksamaa, Prantsusmaa ja Hispaania alla Prümi lepingule, mille eesmärgiks on lihtsustada DNA profiilide, sõrmejälgede ning sõiduki registriandmete vahetust nende seitsme Euroopa riigi vahel. Euroopa Komisjon võttis Prümi lepingu vastu kaks aastat hiljem. Lepingu vastuvõtmine muutis nende andmete automatiseeritud vahetuse kohustuslikuks kõikide Euroopa Liidu liikmesriikide vahel. 2012. aasta keskel sai Eesti Euroopa Komisjonilt loa alustada DNA andmete vahetust. Enamasti vahetatakse kahtlusaluste ja/või süüdimõistetute ning ühelt isikult pärinevaid sündmuskoha profiile, kuid on ka riike, kus on lubatud vahetada ka tuvastamata isikute DNA profiile. Vahetatavate DNA profiilide kategooriad on määranud iga riik oma seadustega.