DNK-profiliranje

thumb|Dvostruka spirala DNK

**DNK-profiliranje** je određivanje DNK-profila u pravne i istražne svrhe. Metodi analize DNK su se tokom godina mijenjale bezbroj puta kako se tehnologija mijenja i omogućava određivanje više informacija, s manje početnog materijala. Moderna analiza DNK zasniva se na statističkom proračunu rijetkosti proizvedenog profila unutar populacije.

Iako je najpoznatija kao alat u forenzičkim istragama, DNK profiliranje se može koristiti i u neforenzičke svrhe kao što su testiranje očinstva i ljudska genealoška istraživanja.
## Historija 
Metodie za izradu DNK profila razvili su Alec Jeffreys i njegov tim 1985. godine. Jefferys je otkrio da se nepoznati uzorak DNK poput krvi, dlaka, pljuvčke ili sperme može analizirati i razviti jedinstveni DNK obrazac/profil.. Godinu dana nakon otkrića, Jefferys je zamoljen da upotrijebi svoju novootkrivenu DNK analizu kako bi osudio čovjeka za kojeg je policija vjerovala da je odgovoran za dva silovanja i ubistva. Jefferys je dokazao da je čovjek nevin, koristeći DNK s mjesta zločina.

Kada je DNK analiza prvi put otkrivena, za analizu korišten je proces nazva Polimorfizam dužine restrikcijskih fragmenata (RFLP). Međutim, RFLP je bio neefikasan proces, zbog činjenice da je koristio velike količine DNK koje se nisu uvijek mogle dobiti s mjesta zločina. Moderna tehnologija je evoluirala dalje od RFLP-a. Analiza kratkih tandemskih ponavljanja (STR) je moderni ekvivalent RFLP-a. STR analiza ne samo da koristi manje uzorka za analizu DNK, već je i dio većeg procesa koji se naziva Lančana reakcija polimeraze (PCR). PCR je proces koji se može koristiti za brzu reprodukciju do milijardu kopija pojedinačnog segmenta DNK..

## Metodi 
### Umirovljeni metodi 
#### Analiza RFLP 
[thumb|right| Šest osoba s različitim brojem ponavljanja na jednoj lokaciji u njihovom [genomu prikazano je na gelu.]]

Prvi prav metod profiliranja DNK bila je analiza polimorfizma dužine restrikcijskih fragmenata. Prva upotreba RFLP analize u forenzičkom radu bila je 1985. godine u Ujedinjenom Kraljevstvu.

#### Sekvenciranje mtDNK 
Sekvenciranje DNK  mitohondrija je specijalizirana tehnika koja koristi odvojenu mitohondrijsku DNK prisutnu u većini ćelija. Ova DNK se prenosi majčinom linijom i nije jedinstvena između pojedinaca. Međutim, zbog broja mitohondrija prisutnih u ćelijama, analiza mtDNK može se koristiti za visoko degradirane uzorke ili uzorke gdje analiza STR ne bi dala dovoljno podataka da bi bila korisna. mtDNK je također prisutna na mjestima gdje bi autosomna DNK bila odsutna, kao što je u vlasima kose.

Zbog povećanih vjerovatnoća kontaminacije pri radu s mtDNK, malo laboratorija obrađuje mitohondrijske uzorke. One koje imaju imaju specijalizirane protokole koji dodatno odvajaju različite uzorke jedne od drugih kako bi se izbjegla unakrsna kontaminacija.

#### Brza DNK 
Brza DNK je tehnologija "bris unutra - profil van" koja potpuno automatizira cijeli proces ekstrakcije, amplifikacije i analize DNK. Instrumenti za brzu DNK analizu (rapid DNK) mogu preći sa brisa na DNK profil za samo 90 minuta i eliminiraju potrebu za obučenim naučnicima za izvođenje procesa. Ovi instrumenti se razmatraju za upotrebu u procesu evidentiranja počinilaca, omogućavajući policijskim službenicima da dobiju DNK profil uhapšene osobe.
Nedavno je u Sjedinjenim Američkim Državama usvojen Zakon o brzoj DNK analizi iz 2017., kojim se FBI-u nalaže da kreira protokole za implementaciju ove tehnologije širom zemlje. Trenutno, DNK dobijena ovim instrumentima nije podobna za otpremanje u nacionalne DNK baze podataka jer ne analiziraju dovoljno lokusa da bi ispunili standardni prag. Međutim, više policijskih agencija već koristi instrumente za brzu analizu DNK, za prikupljanje uzoraka od osoba uhapšenih u njihovom području. Ove lokalne baze podataka DNK nisu podložne saveznim ili državnim propisima.

#### Masovno paralelno sekvenciranje 
Poznato i kao sekvenciranje sljedeće generacije, masovno paralelno sekvenciranje (MPS) nadograđuje se na STR analizu uvođenjem direktnog sekvenciranja lokusa. Umjesto broja ponavljanja prisutnih na svakoj lokaciji, MPS bi naučniku dao stvarnu sekvencu baznog para. Teoretski, MPS ima sposobnost razlikovanja identičnih blizanaca jer bi se slučajne tačkaste mutacije vidjele unutar segmenata ponavljanja koje tradicionalna STR analiza ne bi otkrila.

## Rijetkost profila 
Kada se DNK profil koristi na dokazan način, pruža se statistika podudaranja koja objašnjava koliko je profil rijedak unutar populacije. Konkretno, ova statistika je vjerovatnoća da će osoba nasumično odabrana iz populacije imati taj specifični DNK profil. To nije vjerovatnoća da se profil "poklapa" s nekim. Postoji više različitih metoda za određivanje ove statistike i svaku koriste različite laboratorije na osnovu svog iskustva i preferencija. Međutim, proračuni omjera vjerovatnoća postaju preferirani metod u odnosu na druge dvije najčešće korištene metode, slučajni čovjek koji nije isključen i kombinovana vjerovatnoća uključivanja. Statistike podudaranja su posebno važne u interpretaciji mješavine gdje postoji više od jednog doprinositelja DNK profilu. Kada se ove statistike daju u sudnici ili u laboratorijskom izvještaju, obično se daju za tri najčešće rase tog specifičnog područja. To je zato što su se frekvencije alela na različitim lokusima mijenjale na osnovu porijekla pojedinca

### Slučajni čovjek nije isključen 
Vjerovatnoća dobijena ovim metodom je vjerovatnoća da osoba nasumično odabrana iz populacije ne može biti isključena iz analiziranih podataka. Ovu vrstu statistike podudaranja je lahko objasniti u sudskom okruženju pojedincima koji nemaju naučnu pozadinu, ali također gubi mnogo na diskriminirajućoj moći jer ne uzima u obzir genotip osumnjičenog. Ovaj pristup se obično koristi kada je uzorak degradiran ili sadrži toliko doprinosa da se ne može odrediti pojedinačni profil. Također je koristan za objašnjenje laicima jer je metod dobijanja statistike jednostavna. Međutim, zbog ograničene diskriminirajuće moći, RMNE se općenito ne izvodi osim ako se ne može koristiti nijedna druga metoda. RMNE se ne preporučuje za upotrebu u podacima koji ukazuju na prisustvo mješavine.

### Kombinovana vjerovatnoća uključivanja/isključivanja 
[right|thumb| Profil jednog izvora koji prikazuje dva [alela na vWA lokusu.]]
 right|thumb|Mješavina od tri osobe koja pokazuje četiri alela na lokusu vWA.
Kombinirana vjerovatnoća uključivanja ili isključivanja izračunava vjerovatnoću da će slučajna, nepovezana osoba biti doprinos DNK profilu ili DNK mješavini. U ovom metodu, statistika za svaki pojedinačni lokus određuje se korištenjem populacijske statistike, a zatim se kombinuje da bi se dobio ukupni CPI ili CPE. Ovi proračuni se ponavljaju za sve dostupne lokuse sa svim dostupnim podacima, a zatim se svaka vrijednost množi da bi se dobila ukupna kombinovana vjerovatnoća uključivanja ili isključivanja. Budući da se vrijednosti množe, izuzetno mali brojevi se mogu postići korištenjem CPI. CPI ili CPE se smatraju prihvatljivim statističkim proračunom kada je naznačena mješavina.

#### Primjer izračuna za profil iz jednog izvora 
Vjerovatnoća da bijelac ima alel 14 u 

Vjerovatnoća da kavkazoid ima alel 17 u 

Vjerovatnoća da kavkazoidima ili alel 14 ili 17 

Vjerovatnoća prisustva bilo kojih drugih alela  ili 

Vjerovatnoća isključenja za  li 

Vjerovatnoća uključivanja za  ili 

#### Primjer izračuna za profil mješavine 
Vjerovatnoća da kavkazoid ima alel 14 u 

Vjerovatnoća da kavkazoidi imaju alel 15 u 

Vjerovatnoća da kavkazoidi imaju alel 16 u 

Vjerovatnoća da kavkazoid ima alel 19 u 

Vjerovatnoća da kavkazoid ima bilo koji od 14, 15, 16 ili 19 alela 

Vjerovatnoća prisustva bilo kojih drugih alela  ili 

Vjerovatnoća isključenja za  ili 

Vjerovatnoća uključivanja za  or 

### Odnos vjerovatnoće 
Odnosi vjerovatnoće (LR) su poređenje dvije različite vjerovatnoće kako bi se utvrdilo koja je vjerovatnija. Kada se radi o suđenju, LR je vjerovatnoća argumenta tužilaštva u odnosu na vjerovatnoću argumenta odbrane s obzirom na njihove početne pretpostavke. U ovom scenariju, vjerovatnoća tužilaštva je često jednaka 1 jer je pretpostavka da tužilaštvo ne bi gonilo osumnjičenog osim ako nije apsolutno sigurno (100%) da ima pravu osobu. Odnosi vjerovatnoće postaju sve češći u laboratorijama zbog svoje korisnosti u predstavljanju statistike za podatke koji ukazuju na višestruke doprinosioce, kao i zbog njihove upotrebe u softveru za vjerovatnosno genotipiziranje koji predviđa najvjerovatnije kombinacije alela s obzirom na skup podataka.

Nedostaci korištenja odnosa vjerovatnoće su što je vrlo teško razumjeti kako su analitičari došli do određene vrijednosti, a uključena matematika postaje vrlo komplicirana kako se u jednačine uvodi više podataka. Kako bi se suprotstavili ovim problemima u sudnici, neki laboratoriji su uspostavili "verbalnu skalu" koja zamjenjuje stvarnu numeričku vrijednost omjera vjerovatnoće.

## Reference 
Kategorija:Forenzička genetika