“DNA Parmakizi” Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü , 2005.

T.C.
FIRAT ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
BİYOLOJİ BÖLÜMÜ
DNA PARMAKİZİ
YÜKSEK LİSANS SEMİNERİ
HAZIRLAYAN
Bünyamin ATMIŞ
DANIŞMAN
Yrd. Doç. Dr. Dilek TURGUT – BALIK
1. PARMAKİZİ
2. DNA PARMAKİZİ
3. DNA PARMAKİZİ ANALİZ YÖNTEMLERİ
4. DNA PARMAKİZİ ANALİZİNİN KULLANIM
ALANLARI
1. PARMAKİZİ
•
Aslında insanların kimliklendirilmesi kavramı hemen hemen
insanlık tarihiyle başlamıştır.
•
Bilimsel anlamda parmakiziyle ilk olarak 17.yy’da İtalya’daki
Bolonga Üniversitesinden Prof. Marcello Malpighi
uğraşmıştır.
•
Prof. Malpighi yaptığı çalışmalar sonucunda parmakizlerini;
çıkıntılar, spiraller ve halkalar şeklinde sınıflandırmıştır.
•
Günümüzde ise parmakizleri temiz, nokta, hat, ada, çatal,
kesik ve nedbe gibi yedi temel özellik altında
sınıflandırılmaktadır. Bu özelliklerden en çok görülen çatal,
ada ve hattır.
Parmakizi
• Ancak parmakizinin de bazı dezavantajları vardır. Bunlardan
bazıları;
• Islak ve pürüzlü zeminlerden parmakizi
alınamamaktadır.
• Özellikle profesyonel suçluların, olayı gerçekleştirmeden
önce
eldiven
giymeleri,
parmakizlerini
yakmaları,
parmakizlerini törpülemeleri gibi durumlarda olay mahalinden
parmakizi alınamamaktadır.
• Ayrıca parmakizi olay mahalinde suçlunun ne zaman ve ne
kadar süre bulunduğu hakkında bilgi vermemektedir.
2. DNA PARMAKİZİ
• 1900’lü yılların başlarında Landsteiner tarafından ABO kan
grubu sisteminin keşfinden sonra kan, tükrük gibi çeşitli
biyolojik materyaller de kişilerin ayırdedilmesi amacıyla
kullanılmaya başlanmıştır.
• Başlangıçta genetik polimorfizmlerin belirlenmesinde izozim
denilen elektroforetik yöntemlerle ayrılabilen farklı yüklere
sahip protein molekülleri kullanılmıştır.
• Ancak gerek izozim genlerinin azlığı gerekse bunların çok
kolay değişime uğramaları yararlılıklarını sınırlandırmıştır.
• DNA’nın keşfedilmesi ve genetik bilgilerin DNA tarafından
taşındığının anlaşılmasıyla DNA markırlarına dayanan DNA
parmakizi analiz yöntemi geliştirilmiştir.
•
DNA parmakizi 1984
yılında Prof. Sir Alec
Jeffreys tarafından
keşfedilmiştir.
• Prof. Sir Alec Jeffreys
tarafından yapılmış ilk
DNA Parmakizinin Jel
Görüntüsü
•
Bu uydu DNA dizileri 2 ile 100 nükleotid uzunluğundaki DNA
bölgeleridir. Örneğin; GGAAGGGAAGGGAAGGGAAG gibi bir
baz dizisi, aslında beş nükleotidden meydana gelmiş olan
GGAAG gibi bir dizinin dört tekrarından oluşmuştur.
• Bunun gibi diziler insan genomunda yaygın olarak
bulunmaktadır. Bu bölgeler, değişken sayıdaki ardışık tekrarlar
(variable – number of tandem repeats) kısaca VNTR olarak
bilinir.
• VNTR dizileri restriksiyon enzimleri denilen ve DNA dizilerini
belirli bir yerden tanıyıp kesme özelliğine sahip olan enzimlerle
ile kesilip Southern Blotlama yöntemiyle görüntülendiği zaman
ortaya bir bant profili çıkar. Bu profile DNA parmakizi denir.
VNTR bölgesi ve DNA parmakizi
Bu yöntemin dezavantajları;
• DNA örneklerinin titiz bir çalışma ile toplanamaması ve çevresel
faktörler,
• Çok küçük DNA örnekleri kanıt olarak kullanılabileceğinden,
DNA kanıtları toplanırken ve muhafaza edilirken bulaştırma
riskine çok dikkat edilmelidir.
• Bu yöntem tek yumurta
ikizlerini ayırmada
kullanılamamaktadır.
2.DNA PARMAKİZİ ANALİZ YÖNTEMLERi
2.1.Restriksiyon Parça Uzunluk Polimorfizm (RFLP)
2.2. Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PCR)
2.1. Restriksiyon Parça Uzunluk Polimorfizm (RFLP)
• Bu yöntemin en önemli bileşeni ilk defa Hamilton Smith
tarafından keşfedilen restriksiyon endonükleaz enzimleridir.
• Kullanılan ana yöntem Southern Blotlamadır.
Southern Blotlama
• RFLP kantitatif özelliklerin haritalanmasına yeni bir yaklaşım
getirmiştir.
• RFLP yönteminin bu avantajı yanında dikkat edilmesi gereken
nokta her ne kadar her bir lokus bir özellikle ilgili tek bir geni
taşıyorsa da RLFP, bireysel olarak genlerin değil kromozomal
bölgelerin yerinin saptanmasını sağlayan metottur.
2.2. Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PCR)
• 1985 yılında K.Mullis ve arkadaşları tarafından keşfedilmiştir.
• PCR, DNA molekülleri topluluğunda, özgül hedef DNA
dizilerinin doğrudan çoğaltılması esasına dayanır. PCR’ da üç
temel basamak vardır;
• Denatürasyon
• Bağlanma ( Annealing )
• Uzama ( Extension )
• Bu üç basamaktan oluşan bir reaksiyon seti, bir döngü olarak
ifade edilmektedir. Ortalama olarak bir döngü 4 – 5 dakika
sürmektedir.
• Yirmibeş - otuz döngü sonunda, DNA’ nın yaklaşık bir milyon
kopyası meydana gelmiş olur.
• Elde edilen ürün elektroforezetabii tutularak ultraviyole ışıkta
bantlar görüntülenir.
PCR’ ın bazı dezavantajları;
• Hedef DNA’ nın nükleotid dizisi hakkında bazı bilgilerin gerekli
olmasıdır.
• DNA kaynaklarından çok küçük bir miktar bulaştırma dahi
yanlış sonuca yol açabilmektedir.
PCR’ la Çoğaltılmış DNA’ nın elektroforez sonrası Jel
Görüntüsü
3. DNA PARMAKİZİ ANALİZİNİN KULLANIM
ALANLARI
3.1.DNA Parmakizi Analizinin Kriminal Amaçlı
Kullanılması
• 20. yy’ ın başında parmakizi, 20 yy’ ın sonunda ise DNA
teknolojileri adalete hizmette devrim olarak nitelendirilen
bilimsel uygulamalardır.
• Günümüzde tükrük, deri parçası, kan, saç teli, kemik, idrar ve
sperm gibi her türlü biyolojik materyalden elde edilebilen DNA
parmakizleri çeşitli kriminal olayların aydınlatılmasında
kullanılmaktadır.
• Ülkemizde DNA parmakizi analizine dayalı kimlik tespiti 90’ lı
yılların ancak ikinci yarısında yapılmaya başlanmıştır.
• 1992 yılında Amerika’da yaşanan bir olayda, bir kadın
boğularak öldürülmüş ve boş bir fabrikanın yanına atılmıştır.
• Bu olayı ilginç kılan ise olayın çözümlenmesinde şüphelinin
DNA’sının değil olay yerinde yetişen bir bitkinin DNA’sının
kullanılmasıdır.
• Şüpheli şahısa ait kamyonette yapılan inceleme sonucunda,
şüphelinin fabrika yakınında olduğunu gösteren kritik bir ipucu
ortaya çıkarılmıştır. Kamyonetin koltuğunda palo verde
(Cercidium floridum) ağacına ait iki adet tohum bulunmuştur.
• Palo verde ağacı
Güneybatı çöllerinin
doğal bir bitkisidir.
• Tohumlarını zarflar içinde
geliştirir ve olgunlaşan
tohumları daha sonra
toprağa düşer.
• Arizona Üniversitesinde çalışan laboratuvar görevlilerine
şüphelinin kamyonetinde bulunan iki tohumun da aralarında
bulunduğu toplam 12 ayrı palo verde ağacı tohumları
verilmiştir.
• Görevliler, 12 ağaçtan hangisinin suç mahalindeki ağaçtan
alınan tohum olduğunu söylememişlerdir.
3.2. DNA Parmakizi Analizinin Babalık Testinde Kullanılması
• Babalık testi kavramı çok uzun zamandan beri bilinmektedir.
• Her yeni bireyde yarısı annesinden, diğer yarısı babasından
olmak üzere yeni bir DNA karışımı ortaya çıkmaktadır.
• Baba adayından ya kan örneği ya da ağızdan bir pamuklu
çubuk yardımıyla svap, eğer şahıs yaşamıyorsa
kemiklerinden örnek alınmaktadır.
• Daha sonra hücre kimyasal işleme tabii tutularak hücre zarı
çözülür ve hücrenin DNA’ sının serbest kalması
sağlanmaktadır.
• Elde edilen bu DNA, PCR yöntemiyle çoğaltılarak
elektroforeze tabii tutulmakta bu işlem sonrası ultraviyole
ışıkta bantlar görüntülenmektedir.
• Daha sonra çocuğun babasından gelen gen bölgeleri ile
babanın ve şüphelinin gen bölgeleri karşılaştırılmaktadır.
• Babalık testinin jel
görüntüsü
• Bu testin sonucu her zaman % 99.99 oranında doğru sonuç
vermektedir. Buradaki binde birlik bir yanılma payı ise bir
kimsenin DNA’ sının diğer bir kimsenin DNA’sına, trilyonda
birde olsa benzeme olasılığından dolayıdır.
3.3. DNA Parmakizi Analizinin Moleküler Arkeoloji
Araştırmalarında Kullanılması
• Araştırmacılar 1985 yılında Brezilya’ da küçük bir kasaba
mezarlığında yaptıkları incelemelerde Wolfgang Gerhard’a ait
mezarla karşılaşmışlardır.
• Bu durumun aydınlatılması için araştırmacılar DNA parmak izi
uzmanlarından yardım istemişlerdir.
• Dr. Josef MENGELE
3.4. DNA Parmakizi Analizinin Kalıtsal Hastalıkların Tanısında
Kullanılması
• Genlerde meydana gelen nükleotid değişiklikleri mutasyon
olarak tanımlanmaktadır. Bu mutasyonların yansıması
sonucunda çeşitli kalıtsal hastalıklar ortaya çıkabilmektedir.
• DNA teknolojisindeki ilerlemeler hassas, ucuz ve kısa sürede
sonuç veren yeni metotların gelişmesine ve kalıtsal hastalıklara
neden olan mutasyonların tanımlanmasına imkan tanımaktadır.
• Bugün DNA parmakizi bu amaçla hem doğum öncesi hem de
doğum sonrası genetik bozuklukların tanısında bütün dünyada
kullanılmaktadır.
• Bu genetik bozukluklardan bazıları; Cystic fibrosis, hemofili,
Hungtington’s hastalığı, Ailesel Alzheimer, orak hücre anemisi
gibi hastalıklardır.
• Orak hücre anemisi, ailesel kökeni Batı Afrika, Akdeniz, Orta
Doğu ve Hindistan’ın belli bir bölgesinden olan insanlarda
görülen otozomal resesif bir hastalıktır.
• Mutant allelde ise enzimin kesim noktası mutasyon nedeniyle
ortadan kalktığı için tek bir DNA parçası ortaya çıkar.
• Restriksiyon enzimi kesim parçaları elektroforeze
tutulduktan sonra Southern Blotlama ile görüntülenir .
tabii
Normal Orak hücrenin elektroforez ve Southern
blotlama jel görüntüsü
3.5. DNA Parmakizi Analizinin Genetik Çeşitlilik Belirlemede
Kullanılması
• Bitki türlerinin çeşitliliğinin belirlenmesi, genetik araştırmalar ve
yetiştiricilik için önemli olmaktadır.
• Genetik haritalamadan
kullanılıyordu.
önce
fenotipe
dayalı
markırlar
• Ekmeklik buğday (Triticum aestivum) dünya nüfusu için en
önemli besin kaynaklarından biridir.
• Bu kadar çok ekonomik önemi olan buğdayın en zayıf özelliği
ise kuraklığa dirençliliğinin az olmasıdır.
SONUÇ
• DNA parmakizinin keşfedilmesi başta adli tıp alanı olmak üzere
kullanıldığı alanlarda devrim niteliğinde çok önemli bir değişime
yol açmıştır.
• Özellikle kriminal anlamda suçlu, suçsuz ayrımı oldukça
kolaylaşmıştır.
• Ancak DNA parmakizi analiz yöntemi toplumda bazı sosyal ve
etik yönden kaygıların oluşmasına da neden olmuştur.
T.C.
FIRAT ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
BİYOLOJİ BÖLÜMÜ
DNA PARMAKİZİ
YÜKSEK LİSANS SEMİNERİ
HAZIRLAYAN
Bünyamin ATMIŞ
DANIŞMAN
Yrd. Doç. Dr. Dilek TURGUT – BALIK