Superamento della degradazione del DNA in scienza legale

I campioni legali che sono stati danneggiati o espressamente si sono distrutti devono essere riparati per l'analisi e l'uso in tribunale. Parecchi metodi esistono che possono riparare questo danno.

Illustrazione di degradazione del DNA - dallo studio dei portaspilli

Studio dei portaspilli | Shutterstock

Morte delle cellule e degradazione del DNA

La morte delle cellule attiva gli enzimi intracellulari differenti, quali le lipasi, le proteasi e i nucleases. I lisosomi, quello contengono gli enzimi idrolitici, possono ripartire le biomolecole come le proteine dell'istone. La rimozione delle proteine dell'istone a sua volta facilita l'atto degli endonucleasi che possono fendere il DNA.

Nucleases ha rilasciato dai microrganismi nell'ambiente più ulteriormente degrada le sequenze di DNA e un aumento in calcio citosolico libero attiva le fosfolipasi che degradano la membrana e piombo alla versione degli enzimi più degradanti. Quindi, il danno diffuso del DNA è post-morte imminente.

PCR che amplia DNA degradato

Le emissioni riguardo alla PCR di DNA degradato possono essere attribuite a tre problemi: errore nell'amplificazione, nell'amplificazione preferenziale ed in lesioni miscoding. Per identificare le brevi ripetizioni in tandem (STRs) in DNA richiede almeno 1 NG di DNA e di 28-30 cicli di amplificazione.

L'amplificazione può essere migliorata dall'aggiunta della polimerasi di Taq e dai cicli extra della PCR. Nel caso dei campioni degradati, i più brevi amplicons possono essere ampliati più frequentemente, perché i amplicons più lunghi sono degradati. Ciò si riferisce a come amplificazione preferenziale. Per sormontare questa emissione, le tecnologie alternative, quali spettrometria di massa di tempo di volo o la separazione elettroforetica del microchannel possono essere usate.

DNA mitocondriale (mtDNA)

L'analisi di DNA mitocondriale (mtDNA) è stata considerata come strategia alterna di identificare il DNA genomico.  Questo DNA circolare è presente nel citoplasma dei mitocondri e più di una copia di mtDNA può essere presente nei mitocondri.

La maggior parte delle cellule di mammiferi possono avere 200-1700 copie del mtDNA, che lo rendono molto utile per le indagini che comprendono i campioni degradati del DNA degli esseri umani - particolarmente per il resti scheletrico, compreso le ossa, i denti e le unghie.

Miglioramenti nei metodi di PCR e di pre-PCR

Per i campioni con il numero di copia basso, le estrazioni e le amplificazioni ripetute sono eseguite per diminuire gli errori. Altri metodi comprendono la riduzione del volume di PCR, aumento nel numero di ciclo di PCR, PCR intercalata, ampliante l'intero genoma prima della PCR, eliminante gli ioni dopo il punto di amplificazione, o aumentante il periodo dell'iniezione nella fase dell'elettroforesi capillare. Un'altra strategia egualmente sta aumentando la concentrazione della mano di fondo. Per identificare il resti mancante dell'essere umano o della gente, digitare basso di numero di copia può essere eseguito.

Che cosa sono alcuni metodi della riparazione del DNA?

Le strategie possono anche essere impiegate per diminuire il danneggiamento del DNA, sebbene questi metodi corrente siano limitati. Un metodo comprende riparare il DNA nella fase pre-PCR, in cui le scalfitture sono tradotte dalla DNA polimerasi I di Escherichia coli e le lacune sono chiuse dalla ligasi del DNA T4. Tali metodi dove due enzimi concordati sono usati possono essere impiegati soltanto in presenza di un 3' l'OH o di 5' estremità di P che non è stata modificata. Questi possono essere prolungati e sigillati dalla DNA polimerasi I e dalla ligasi del DNA T4, rispettivamente.

Un altro metodo è amplificazione multipla di spostamento, dove l'intero genoma può essere ampliato facendo uso di piccoli livelli di DNA genomico. Ciò è raggiunta dall'amplificazione isotermica facendo uso di una DNA polimerasi del batteriofago.

I legami incrociati fra gli zuccheri ed altre componenti sono stati indicati per essere eliminati facendo uso del bromuro N-fenilico di thiazolium (PTB). Tuttavia, in alcuni casi, è stato osservato che PTB può anche causare l'inibizione e la rimozione di PCR.

Come può il DNA essere conservato o impedito subire ulteriore disintegrazione?

I metodi per conservare ed impedire ulteriore degradazione, comprendono un ambiente asciutto, perché la presenza di acqua e l'umidità incoraggiano la crescita dei batteri ed avanzano il danno. Similmente, la bassa temperatura può anche conservare e limitare il danno del DNA, poichè diminuisce la tariffa della decomposizione della base del nucleotide.

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[ulteriore lettura: DNA, scienza legale, dialettica]

Last Updated: Dec 17, 2018

Dr. Surat P

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Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

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