Profilowanie DNA – używana w kryminalistyce na całym świecie analiza DNA, wyizolowanego ze śladu materiału biologicznego, prowadząca do uzyskania profilu DNA w postaci elektroforegramu, który jest unikalny dla każdego człowieka i w związku z tym jest używany do identyfikowania osób jako dowód w celach śledczo-sądowych.

Profil DNA Profil DNA jest także nazywany profilem genetycznym lub „genetycznym odciskiem palca”. Nazwa „genetyczny odcisk palca” jako myląca z odciskiem palca jest niezalecana.

W profilowaniu DNA profil DNA uzyskany ze śladu lub śladów materiału biologicznego z miejsca przestępstwa (tzw. próbka dowodowa) jest porównywany z profilem DNA podejrzanego lub podejrzanych (tzw. próbki referencyjne), które otrzymane są z krwi lub z wymazu dokonanego po wewnętrznej stronie policzka tych osób. Ponadto zostaje obliczone prawdopodobieństwo, że to właśnie ten podejrzany jest źródłem badanego śladu, a nie kto inny. Początkowo do wykonania analizy potrzebna była odpowiednio duża świeża próbka krwi czy spermy wielkości grosza. Współcześnie, aby otrzymać profil genetyczny wystarczy około 8 komórek ciała, zawierających 50 pikogramów DNA, czyli ślad niewidoczny dla ludzkiego oka, przy czym zalecana początkowa ilość DNA potrzebna do analizy w komercyjnych testach waha się od 500 do 1000 pikogramów, czyli od 100 do 200 komórek. Oznacza to, że teoretycznie można wygenerować profil DNA z pojedynczego odcisku palca tzn. komórek naskórka pozostawionych na powierzchni, która została dotknięta.

Jeżeli dwa profile są ze sobą idealnie zgodne, to mówi się o pełnym dopasowaniu, zaś jeżeli jedynie fragmenty profili są ze sobą zgodne, to mówi się o częściowym dopasowaniu.

Profile DNA osób, które weszły w konflikt z prawem, są przechowywane w bazach danych DNA.

Podstawy genetyczne Profilowanie DNA opiera się na fakcie, że DNA jest unikatowy dla każdego człowieka, niezmienny w ciągu całego życia i jest obecny w większości komórek ludzkiego ciała, a jego ślady zostają pozostawione w miejscu obecności danej osoby, co pozwala na wyciągnięcie wniosków, gdzie ktoś się znajdował i z kim wchodził w interakcje.

DNA jest cząsteczką zawierającą informacje genetyczne, z których 99,9% jest wspólne dla wszystkich ludzi i jedynie 0,1% determinuje cechy indywidualne danego człowieka.

Genetycy sądowi nie analizują całego DNA danej osoby w celu ustalenia jej profilu DNA, tylko skupiają się na krótkich, wysokozmiennych regionach powtarzalnego DNA, nazywanych krótkimi powtórzeniami tandemowymi, w skrócie STR (od ang. Short Tandem Repeats). W ludzkim DNA znajdują się różne STR rozproszone pomiędzy kodującymi sekwencjami DNA. Krótkie, powtarzające się sekwencje DNA czyli STR w danych loci (stałych miejscach usytuowanych na nici DNA danego chromosomu) różnią się długością (ilością powtórzeń) pomiędzy różnymi osobami (powód tego polimorfizmu nie został jeszcze wyjaśniony) i w związku z tym mogą być używane jako genetyczne markery do określenia indywidualnego profilu DNA, który będzie wyjątkowo rzadki w populacji niespokrewnionych ze sobą osób.

Przykład: w tym samym locus (miejscu na nici DNA konkretnego chromosomu) osoba numer 1 będzie miała STR w postaci trzech dwuzasadowych powtórzeń ATATAT, zaś osoba numer 2 będzie miała STR w postaci sześciu dwuzasadowych powtórzeń ATATATATATAT.

Współcześnie analiza DNA w kryminalistyce jest najczęściej przeprowadzana właśnie metodą STR, czyli bazującą na krótkich powtórzeniach tandemowych, pod kątem obecności różnych alleli, występujących w wybranych do analizy polimorficznych loci.

Standardowo analizuje się przynajmniej 16 markerów w genomie i dodatkowo marker płci badanej osoby. Wynik jest przedstawiany w formie sekwencji pików na diagramie, gdzie pozycja każdego z nich odpowiada długości fragmentu STR oraz jest zapisywana w postaci liczby. Każdy locus posiada dwa warianty STR (allele), gdyż od każdego z rodziców dziedziczymy po jednym wariancie danego allelu, co oznacza, że profil DNA będzie przedstawiony w postaci par liczb np. 12/13, 13/15, 9/9, 5/8.

Prawdopodobieństwo przypadkowej zgodności profilu DNA danej osoby z profilem DNA innej osoby będzie względnie wysokie, gdy pod uwagę zostanie wzięty jeden locus i wynosi wtedy pomiędzy 1 na 20 a 1 na 100 osób. Prawdopodobieństwo, że dwie osoby będą miały idealnie zgodne profile DNA znacząco spadnie, gdy analizie zostanie poddanych więcej loci np. 13, 16, 20.

W Europie policja standardowo analizuje markery STR dla 16 lub więcej loci, aby prawdopodobieństwo, że dwa pełne profile będą przypadkowo zgodne było minimalne, w zakresie 1 na 10 do potęgi 16. Obecnie standardem w krajach europejskich stało się analizowanie 20 markerów.

Profile DNA wygenerowane metodą STR są przedstawiane graficznie jako wykresy, będące wizualizacją przynajmniej 16 par pików/liczb odpowiadających przeanalizowanym markerom. Do profilu DNA dołączany jest także dowód statystyczny, który podaje matematycznie obliczoną wg wzorów możliwość wystąpienia przypadkowej zgodności pomiędzy oznaczonym profilem konkretnej osoby a profilem przypadkowo wybranej niespokrewnionej osoby w tej samej danej populacji.

thumb|500px|center|Profil DNA materiału z miejsca przestępstwa i profile DNA 4 podejrzanych

Źródła DNA thumb|Zbieranie materiału dowodowego w miejscu zdarzenia thumb|Pobieranie materiału biologicznego na pałeczkę wymazową Źródłami DNA, z których łatwo uzyskać profil genetyczny są: ślina, krew, sperma, włosy wraz z cebulkami. Więcej trudności nastręczają włosy bez cebulek oraz ślady DNA pozostawione na powierzchniach w postaci nielicznych komórek naskórka. Innymi źródłami DNA są: szpik kostny i miazga zębowa. Oznaczenia profili genetycznych najprościej wykonuje się z płynnej pełnej krwi.

DNA ulega łatwemu przenoszeniu. Poprzez kropelki śliny uwolnione podczas mówienia i kichania czy komórki skóry w kurzu domowym lub pozostawione na dotkniętych powierzchniach, małe ilości DNA mogą dostać się na innych ludzi, miejsca i przedmioty. Ślad DNA znaleziony w konkretnym miejscu może oznaczać, że dana osoba była w tym miejscu, ale także, że jedynie dotknęła przedmiotu, który później został przeniesiony przez kogoś innego do tego pomieszczenia lub miała kontakt z kimś, kto niedługo później dotknął czegoś w tym pomieszczeniu nieumyślnie przenosząc obce DNA, które pozostało na dłoniach, np. po uścisku ręki.

Ślady DNA rzadko pozostawiane są w miejscach wolnych od śladów DNA innych osób. Ślad z miejsca przestępstwa zawierający DNA od dwóch lub więcej osób określany jest jako mieszanina DNA. Potencjalnie wszystkie próbki DNA pobrane na miejscu zdarzenia mogą być mieszaninami DNA.

Jeżeli ilość DNA ze śladu jest wystarczająca, to zostaje oznaczony pełny profil DNA dla co najmniej 16 loci. W przypadku niewielkiej ilości DNA lub DNA silnie zniszczonego niektóre markery mogą być niemożliwe do oznaczenia, w takim przypadku można jedynie otrzymać częściowy profil DNA. Częściowy profil DNA utrudnia rozróżnienie poszczególnych osób. Wzrasta również ryzyko uzyskania zgodności z profilem DNA niezwiązanym z daną sprawą.

Materiał biologiczny do profilowania DNA pobiera się na pałeczkę wymazową.

DNA w kryminalistyce Czynniki środowiskowe, jak temperatura, światło, wilgoć lub woda, oraz działanie bakterii, upływ czasu wpływają szkodliwie na nici DNA zawarte w komórkach ciała – następuje proces degradacji. W zależności od intensywności i kombinacji ww. czynników DNA może przetrwać w ilości pozwalającej na wykonanie badania tygodnie lub miesiące. DNA najlepiej przeżywa w formie zasuszonej. Materiał dowodowy zawierający DNA jest przechowywany w suchych, chłodnych, zadaszonych pomieszczeniach. W powyższych warunkach DNA w próbce może przetrwać wiele lat, a nawet dziesięcioleci.

Powszechnymi materiałami dowodowymi, potencjalnie będącymi źródłem DNA, mogą być np. rękojeść noża, czapka, okulary, ręcznik, bielizna, szczoteczka do zębów, niedopałki papierosów, koperta i znaczek, taśma, butelka, szklanka, zużyta prezerwatywa, pościel, miejsce ugryzienia, paznokcie lub ich fragment oraz materia pod paznokciami, która może zawierać krew, pot, komórki skóry.

Odseparowanie plamy z krwi jako źródła DNA do badania laboratoryjnego może być stosunkowo łatwe, np. z powierzchni szklanej, metalowej, twardego plastiku czy lekkiej odzieży, ale może też wymagać zastosowania specjalnych procedur, jak np. w przypadku odzieży dżinsowej, winylu, dywanu, siedzenia samochodowego czy innych ściśle tkanych i mocno ufarbowanych materiałów. Trudności nastręcza także oddzielenie krwi od powierzchni porowatych, np. betonu. Bardzo trudnym materiałem do wyekstrahowania krwi jest ziemia.

Zastosowanie Profilowanie DNA może pomóc skazać winnych popełnienia przestępstwa lub uniewinnić niesłusznie oskarżonych czy niewinnie skazanych, przez porównanie profilu DNA z miejsca przestępstwa z profilami DNA podejrzanych osób.

Profilowanie DNA jest także wykorzystywane do identyfikacji osób zaginionych i zwłok oraz do ponownego rozpatrywania przestępstw, których nie udało się wyjaśnić, popełnionych w czasach kiedy profilowanie DNA jeszcze nie istniało lub było dopiero w początkowej fazie rozwoju, w tym celu najnowszymi technikami profilowana zostaje przebadany materiał biologiczny z miejsca przestępstwa, zachowany w archiwach policyjnych, pod kątem ustalenia sprawcy.

Ustalanie profilu genetycznego thumb|Przykład elektroferogramu po wykonaniu badania DNA metodą STR Profil DNA może zostać oznaczony przy użyciu różnych metod. Wybór metody zależy m.in. od ilości i jakości materiału biologicznego.

Ustalanie profilu genetycznego metodą STR obejmuje następujące czynności w przedstawionej poniżej kolejności: znalezienie śladu materiału biologicznego (krwi, śliny, spermy, włosów, fragmentów tkanek np. kości itd.) na miejscu przestępstwa lub ciele ofiary, pobranie na miejscu zdarzenia i opisanie próbki oraz przekazanie do laboratorium kryminalistycznego, wyizolowanie DNA z próbki oraz jego oczyszczenie (manualne lub za pomocą gotowych komercyjnych zestawów), replikacja DNA za pomocą reakcji PCR (szczególnie ważny etap, gdy znaleziono mało materiału biologicznego) odbywa się w urządzeniu zwartym termocyklerem, zwykle przeprowadzanych jest 28 cykli, przy czym każdy cykl prowadzi do podwojenia wstępnej ilości pożądanych fragmentów DNA (STRs wybranych loci); replikacji ulegają jedynie odcinki DNA otoczone właściwymi primerami, które są oznaczone barwnikami fluorescencyjnymi umożliwiającymi rozróżnienie (świecenie w świetle lasera) powstałych produktów reakcji PCR odpowiadających replikowanym STR, elektroforeza, czyli rozdział makrocząsteczek DNA w polu elektrycznym, na podstawie ich wielkości, oparty na fakcie, że wszystkie cząsteczki kwasów nukleinowych posiadają ujemny ładunek, otrzymanie unikalnego wzoru prążków po komputerowym przetworzeniu danych, tzw. elektroferogramu, czyli profilu DNA, dokonanie obliczeń statystycznych w celu określenie stopnia prawdopodobieństwa wystąpienia przypadkowej zgodności profili genetycznych u osób niespokrewnionych, przy czym prawdopodobieństwo otrzymania takiej zgodności spada wraz z liczbą analizowanych markerów, porównanie profili genetycznych: profilu DNA z miejsca przestępstwa z profilem DNA podejrzanego/podejrzanych (otrzymanych w ten sam sposób np. z próbki krwi lub z wymazu z wewnętrznej strony policzka, pobranych od podejrzanego/podejrzanych) i wyciągnięcie wniosków.

thumb|Probówki Eppendorfa