Sejak penemuan struktur heliks ganda DNA oleh Watson dan Crick pada tahun 1953, bioteknologi telah maju dengan pesat. Teknologi cap jari DNA telah membina pencapaian seperti enzim sekatan dan penyahkodan kod genetik, dan telah menjadi alat penting dalam penyiasatan jenayah dan pengenalan peribadi. Analisis RFLP dan STR telah meningkatkan ketepatan dan kebolehpercayaan cap jari DNA dan telah menyumbang dengan ketara kepada penahanan jenayah.
Sejak penemuan struktur heliks ganda DNA oleh Watson dan Crick pada tahun 1953, bioteknologi telah berkembang pada kadar yang luar biasa. Ini diikuti dengan penemuan enzim sekatan, penyahkodan kod genetik, dan pembangunan teknik yang dipanggil cap jari DNA. Baru-baru ini, cap jari DNA telah digunakan untuk mengenal pasti mayat Yoo Byung-un dan telah membantu menangkap penjenayah dalam banyak jenayah, tetapi apakah itu cap jari DNA dan bagaimana ia boleh mengenal pasti individu?
Pembangunan cap jari DNA mewakili satu lagi kemajuan revolusioner dalam bioteknologi. Teknologi ini bukan sahaja terhad kepada penyelidikan biologi, tetapi boleh digunakan dalam pelbagai bidang, termasuk forensik, pengenalan diri, dan diagnosis penyakit. Dalam sains forensik, cap jari DNA digunakan sebagai bukti konklusif dan memainkan peranan penting dalam menyelesaikan jenayah.
Konsep cap jari DNA adalah berdasarkan fakta bahawa sama seperti cap jari berbeza antara satu orang dengan yang lain, DNA juga berbeza antara satu orang dengan yang lain. DNA ialah struktur dua rantai pelengkap, dipanggil nukleotida, yang merupakan blok binaan asas DNA. Terdapat empat jenis nukleotida, bergantung kepada asas yang membentuknya. Bes ialah cincin nitrogen dan merupakan tapak di mana ikatan pelengkap yang disebutkan di atas berlaku.
Seperti cap jari, cap jari DNA mengandungi maklumat genetik yang unik kepada setiap individu, dan dengan menganalisis perbezaan, adalah mungkin untuk mengenal pasti orang tertentu dengan tepat. Ini boleh digunakan untuk pelbagai tujuan, termasuk mengenal pasti orang yang hilang, ujian paterniti dan mendiagnosis penyakit genetik, dan dalam beberapa tahun kebelakangan ini, teknologi telah menjadi lebih canggih dan boleh dipercayai.
RFLPs (Restriction Fragment Length Polymorphisms) telah dicadangkan untuk menganalisis cap jari DNA ini. Secara purata, DNA dua orang berbeza berbeza dengan satu perbezaan setiap 1,000 nukleotida, dan perbezaan ini dipanggil lokus. RFLP ialah satu cara untuk mengenal pasti individu dengan membandingkan berbilang lokus. Walau bagaimanapun, adalah tidak praktikal untuk membandingkan rantai nukleotida panjang ini satu demi satu, jadi kaedah tidak langsung digunakan. Kaedah ini terbahagi kepada tiga langkah, yang pertama ialah memotong rantai DNA menggunakan enzim sekatan. Enzim sekatan bertanggungjawab untuk mengenali jujukan tertentu bes dan kemudian memecahkan ikatan dalam jujukan. Sebagai contoh, enzim sekatan EcoR I mengenali jujukan GAATTC dan memutuskan ikatan antara nukleotida dengan G dan A. Oleh kerana jujukan DNA daripada dua orang berbeza berbeza, panjang serpihan rantai DNA yang dipotong oleh enzim sekatan juga akan berbeza. Langkah kedua ialah menyusun serpihan ini, yang dilakukan dengan menggunakan voltan malar pada gel semasa serpihan DNA berada di dalam gel. Oleh kerana DNA bercas negatif, ia tertarik secara elektrostatik untuk bergerak dari katod ke anod, dan tahap pergerakan bergantung pada jisim serpihan. Akhir sekali, isotop radioaktif digunakan untuk mengenal pasti serpihan DNA tertentu. Radioisotop ialah unsur kimia yang tidak stabil kerana jisimnya yang besar, dan ia membebaskan tenaga dalam bentuk gelombang untuk menstabilkan. Tambahkan serpihan DNA yang disintesis untuk mengandungi radioisotop supaya ia saling melengkapi dan melekat pada beberapa serpihan DNA yang ditambahkan pada langkah kedua. Apabila serpihan DNA yang disintesis dan serpihan DNA gabungan terdedah kepada sinar-X, isotop radioaktif menyebabkannya mempamerkan warna, dan individu boleh dikenal pasti dengan membandingkan serpihan berwarna.
Walaupun RFLP sangat tepat, ia memerlukan sampel DNA utuh 25 ng (n=10-9) atau lebih, menjadikannya sangat sukar untuk digunakan di tempat kejadian. Paling baik, anda mungkin menjumpai sehelai rambut atau setitis darah di tempat kejadian, iaitu kurang daripada 1 ng DNA. Tambahan pula, selepas beberapa lama, DNA dalam petunjuk ini merosot dan menjadi rosak, menjadikannya tidak boleh digunakan untuk RFLP.
Batasan ini merupakan salah satu masalah utama dengan teknologi analisis DNA awal, tetapi kemajuan dalam teknologi telah membantu mengatasinya. Teknologi baharu telah memungkinkan untuk menghasilkan hasil yang boleh dipercayai dengan sampel yang lebih kecil.
Perbandingan STR dengan PCR telah dicadangkan sebagai penyelesaian kepada masalah ini. PCR adalah singkatan dari Polymerase Chain Reaction. Ia menggunakan enzim DNA polimerase yang terlibat dalam sintesis rantai DNA untuk mereplikasi sampel DNA, dan sampel DNA yang diperkuat boleh diperolehi daripada jumlah DNA yang disesuaikan. Teknologi PCR tidak boleh digunakan pada sampel untuk RFLP kerana ia hanya boleh mereplikasi maksimum 1,000 hingga 2,000 nukleotida. Oleh itu, secara purata, hanya akan ada satu atau dua lokus RFLP, yang terlalu sedikit untuk mengenal pasti punca di kalangan beberapa suspek.
Sebagai penyelesaian, Thomas Caskey mencadangkan menggunakan urutan DNA yang dipanggil STR untuk mengenal pasti individu. STR (Short Tandem Repeats) ialah urutan pendek yang berulang pada lokasi tertentu pada kromosom DNA. Memandangkan setiap individu mempunyai bilangan ulangan yang berbeza, isyarat daripada serpihan STR yang berbeza boleh digabungkan untuk mengenal pasti individu. Dalam penyiasatan jenayah dunia sebenar, 13 jenis STR digunakan, setiap satu terdiri daripada empat urutan yang diseragamkan oleh CODIS pada tahun 1998. Oleh kerana STR adalah rantai pendek, ia boleh direplikasi menggunakan PCR. Semasa proses PCR, nukleotida tertentu dimasukkan ke dalam DNA klon. Nukleotida khusus ini menyerap jalur cahaya tertentu, dan apabila laser bersinar pada mereka, ia menunjukkan warna tertentu. Kemudian, seperti RFLP, kepingan STR yang berbeza diletakkan dalam gel dan digunakan dengan voltan. Dengan mengesan dan membandingkan isyarat berwarna berbeza daripada laser, individu boleh dikenal pasti. Analisis STR adalah sangat tepat sehingga kebarangkalian dua orang yang berbeza mempunyai isyarat STR yang sama adalah serendah 1 dalam 10^18.
Pengenalan analisis STR telah merevolusikan penyiasatan jenayah. Ia bukan sahaja meningkatkan ketepatan dan kebolehpercayaan, ia juga memungkinkan untuk mengekstrak maklumat bermakna daripada bukti mikroskopik yang ditemui di tempat kejadian. Ini telah membawa kepada peningkatan yang ketara dalam kadar penyelesaian jenayah dan telah memainkan peranan penting dalam membebaskan orang yang dituduh secara salah.
Dalam artikel ini, kami telah membandingkan dua kaedah cap jari DNA, RFLP dan STR digabungkan dengan PCR. Dalam dunia moden, di mana jenayah menjadi lebih canggih dan pelbagai kaedahnya, adalah penting untuk tidak terlepas walaupun petunjuk terkecil, kerana ia boleh menjadi kunci untuk menangkap penjenayah. Jelas sekali bahawa STR akan terus digunakan secara meluas dalam penyiasatan jenayah berkat kepekaan dan ketepatannya yang tinggi, dua ciri yang membolehkan mereka mengenal pasti individu walaupun dengan jumlah sampel DNA yang kecil.
Oleh itu, teknologi cap jari DNA dijangka memainkan peranan yang lebih penting dalam penyiasatan jenayah masa hadapan. Dengan kemajuan teknologi yang berterusan, analisis DNA akan menjadi lebih tepat dan boleh dipercayai, yang akan menyumbang kepada persekitaran yang lebih selamat dan adil untuk masyarakat secara keseluruhan.
