DNA là gì?
Tất cả mọi tế bào của cơ thể sống từ các tế bào đơn giản nhất tới các loại tế bào khác nhau trong cơ thể con người đều có chứa chuỗi phân tử DNA (Deoxyribonucleic Acid). Chuỗi này là một chuỗi dài các phân tử nối liền với nhau có nhiệm vụ ghi nhớ cách tạo ra proteins của tế bào. Proteins được tạo ra này là chìa khóa để tạo ra rất nhiều các phản ứng hóa học khác nhau mang các nhiệm vụ khác nhau trong cơ thể sống của con người và động vật. Trong quá trình sinh sản, DNA sẽ được nhân đôi và truyền lại cho tế bào con. Đây là một trong những khả năng quan trọng nhất của DNA – khả năng di truyền.
Cấu trúc (structure) phân tử DNA giống như một thang xoắn được làm bằng hai sợi, được biết đến như là một ‘hình xoắn đôi’ (double helix).
Cấu trúc DNA hình xoắn đôi (double helix) - Ảnh scan từ Lippincott’s
Bốn loại khối xây dựng lên DNA (A, T), (C, G) - Ảnh scan từ Lippincott’s
Một phân tử DNA có một cấu trúc xương sống với một chuỗi 4 phân tử cơ bản nối liền với nhau (gọi là Nucleotide, viết tắt là Nu). Chỉ có 4 loại gạch cơ bản là A, T, C, và G (A: Adenine; T: Thymine; C: Cytosine; G: Guanine). Cách thức sắp xếp 4 phân tử này sẽ quyết định thông tin về tế bào. Mọi hoạt động, chức năng của tế bào đều được điều khiển bởi một gene hoặc nhiều gene (gene là một phần của chuỗi phân tử DNA bao gồm hàng trăm tới hàng ngàn các chuỗi 4 phân tử cơ bản nối với nhau).
Một vi khuẩn đơn giản có thể có một chuỗi đơn DNA chứa khoảng 1000 gene. Sinh vật và động vật có nhiều gene hơn, riêng con người có tới 25000 gene khác nhau. Các chuỗi DNA của sinh vật và động vật thường có dạng xoắn với nhau như hình trên (lúc này A sẽ ghép cặp với T còn C sẽ ghép cặp với G). Một tế bào con người bình thường có 46 phân tử DNA, mỗi phân tử chứa từ 50 tới 250 triệu chuỗi 4 phân tử cơ bản.
Đối với con người, một nửa của DNA của một người được thừa hưởng từ mẹ, và một nửa là thừa kế từ người cha. Tuy nhiên, trong khi dấu vân tay không có giá trị cho thiết lập các mối quan hệ gia đình, các mật mã di truyền chứa trong chuỗi DNA lại có giá trị cho việc thiết lập mối quan hệ gia đình, bởi vì chúng được thừa hưởng từ thế hệ trước.
DNA và gene có vai trò rất quan trọng trong đời sống của con người và muôn loài. Nhờ nghiên cứu DNA và gene, người ta có thể biết được các vấn đề liên quan tới lịch sử cũng như tìm kiếm các gene gây bệnh để phòng tránh và chữa trị.
2- Giám định DNA, xét nghiệm DNA và phân tích DNA có khác nhau không?
Hoàn toàn không khác nhau đều là phân tích DNA của chúng ta. Chúng chỉ khác nhau về tên gọi.
Với phân tích DNA trong khoa học hình sự để phục vụ công việc truy nguyên cá thể xác định tội phạm thì gọi là giám định DNA. Còn để phục vụ cho các mục đích khách hàng thì có thể gọi là phân tích DNA hoặc xét nghiệm DNA.
3- Phân tích DNA xác định quan hệ huyết thống được thực hiện như thế nào?
Phân tử DNA là vật liệu di truyền có nhiều chức năng khác nhau. Vật liệu di truyền này được truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác. Ở người, các vật liệu di truyền được truyền lại cho thế hệ sau thông qua tế bào giao tử đực và cái là những tế bào đơn bội (tinh trùng và trứng). Khi trứng kết hợp với tinh trùng để tạo hợp tử là những tế bào lưỡng bội. Từ tế bào lưỡng bội này sẽ phát triển thành một cơ thể mới mang đầy đủ các thông tin di truyền từ thế hệ bố mẹ. Các thông tin di truyền này được quy định bởi các gen. Vậy phân tích DNA để xác định huyết thống chính là phân tích đặc điểm, cấu trúc các kiểu gen bằng các kỹ thuật sinh học phân tử với sự hỗ trợ của các thiết bị và bộ KIT chuyên dụng. Trên cơ sở các dữ liệu thu được sẽ so sánh giữa mẫu với nhau để đưa ra kết quả.
Đối tượng dùng để phân tích DNA trong xác định huyết thống bao gồm: máu, lông tóc, tế bào niêm mạc miệng, xương, móng…, nghĩa là tất cả các tế bào có chứa nhân, bởi trong nhân tế bào có chứa DNA. Để phân tích được DNA cần phải có những bước cơ bản sau:
► Tách DNA ra khỏi nhân tế bào,
► Xác định lượng DNA thu được là bao nhiêu để định hướng cho việc thực hiện bước tiếp theo. Bởi vì không phải khi nào cũng thu được lượng DNA mong muốn, vì nó phụ thuộc vào từng loại mẫu và chất lượng mẫu.
► Thực hiện phản ứng nhân gen để khuyếch đại đoạn DNA cần phân tích. Việc khuyếch đại những đoạn DNA nào là tùy thuộc vào mục đích của người phân tích. Hiện nay trên thế giới có rất nhiều bộ KIT khác nhau để thực hiện phản ứng này. Chẳng hạn KIT 10, 12, 13, 16, 24 locus gen…
► Giải trình tự DNA để xác định các đặc điểm cần phân tích.
► So sánh các đặc điểm thu được giữa các mẫu cần phân tích với mẫu so sánh và đưa ra kết luận cuối cùng.
Hiện nay phân tích DNA được thực hiện trên 2 hệ gen là hệ gen nhân tế bào (nuclear DNA) và hệ gen ti thể (mitochondrial DNA). Hệ gen nhân gồm các gen trên nhiễm sắc thể thường được ứng dụng để truy nguyên cá thể, xác định quan hệ huyết thống cha – con – mẹ; gen trên nhiễm sắc thể giới tính Y ứng dụng để xác định huyết thống theo dòng cha; còn gen trên nhiễm X xác định mối quan hệ họ hàng trong một số trường hợp cụ thể.
Ví dụ: Cha – con gái, bà nội – cháu gái…;
Hệ gen ti thể ứng dụng xác định quan hệ huyết thống theo dòng mẹ. Ngoại trừ những gen trên nhiễm sắc thể thường, còn tất cả các gen trên nhiễm sắc thể Y, X và hệ gen ti thể khi phân tích chỉ có thể kết luận có (hoặc không có) quan hệ huyết thống, mà không thể khẳng định được là con của bố (mẹ) cụ thể nào.
4- Xét nghiệm DNA cha con được thực hiện bằng cách so sánh thông tin DNA cá nhân của đứa bé với DNA của người được cho là cha ruột.
Xét nghiệm DNA cha con thường cần trong những trường hợp nhận con nuôi, thụ tinh trong ống nghiệm hoặc DNA giúp phát hiện những cặp song sinh khác cha chấn động thế giới / Vợ chồng thường có DNA giống nhau.
Xét nghiệm DNA huyết thống là phép phân tích DNA (Deoxyribo Nucleic Acid) có trong các tế bào của cơ thể để xác định mối quan hệ huyết thống giữa các đối tượng.
Theo di truyền học, 23 nhiễm sắc thể trong tế bào trứng của người mẹ và 23 nhiễm sắc thể trong tinh trùng của người cha kết hợp với nhau để sinh ra đứa con. 46 nhiễm sắc thể này có trong mỗi tế bào của cơ thể người con, trong đó 23 lấy từ mẹ và 23 lấy từ bố. Xét nghiệm DNA cho phép kiểm tra xem có đúng con lấy DNA từ các nhiễm sắc thể của người cha kia hay không.
Xét nghiệm DNA là cách xác minh mối quan hệ huyết thống vì lý do cá nhân. Xét nghiệm này nhằm mục đích chứng minh một người đàn ông có phải là cha ruột của đứa trẻ nào đó hay không. Quá trình được thực hiện bằng cách so sánh thông tin DNA cá nhân của đứa bé với DNA cá nhân người đàn ông được cho là cha. Mỗi thông tin DNA cá nhân bao gồm 16 gene marker.
Đối tượng tham gia trong xét nghiệm DNA xác minh quan hệ cha con bao gồm đứa trẻ và người được cho là cha ruột. Sự tham gia của người mẹ làm tăng độ chính xác của kết quả nhưng không bắt buộc. Nếu các mẫu DNA của mẹ, con và bố nghi vấn khớp với nhau trong từng gene thì độ chính xác khẳng định có quan hệ huyết thống đạt từ 99.999% đến 99,9999%, khi đó kết luận người đàn ông chính là cha ruột của đứa trẻ. Ngược lại, 2 hai mẫu DNA của người con và bố nghi vấn không khớp với nhau từ 2 gene trở lên thì kết luận 100% người đàn ông này không phải là cha của đứa trẻ.
Thực tế, xét nghiệm huyết thống cha con có thể thực hiện được mà không cần sự hiện diện của người mẹ. Nếu như các mẫu DNA của bố nghi vấn và con không khớp với nhau thì loại trừ hoàn toàn khả năng người đàn ông đó là bố của đứa bé. Nếu các mẫu khớp với nhau thì có thể khẳng định người đàn ông đó chính là cha ruột.
Xét nghiệm huyết thống có thể tiến hành với nhiều loại tế bào như máu, tế bào má, mẫu mô, móng tay, chân tóc, cuống rốn… Tất cả có cùng độ chính xác như nhau, vì mọi tế bào trong cùng một cơ thể đều có cùng một loại DNA. Người yêu cầu xét nghiệm có thể tự lấy mẫu theo sự hướng dẫn của các chuyên gia. Đó có thể là mẫu nước bọt, móng tay hoặc móng chân, từ 3 đến 5 chân tóc (không phải tóc cắt bằng kéo), cuống rốn, bàn chải đánh răng, bao cao su và nhiều vật thể khác tùy theo trường hợp.
Trẻ con có thể tham gia giám định DNA từ khi chưa sinh ra, như vậy không có giới hạn nào về tuổi khi xét nghiệm huyết thống. Có thể thực hiện xét nghiệm DNA với một lượng mẫu rất nhỏ, chẳng hạn như dùng 1/4 giọt máu hoặc một đầu tăm bông chứa các tế bào trong miệng, một mẩu nhỏ cuống rốn đã rụng. Để xét nghiệm trước khi sinh có thể dùng nước ối có chứa các tế bào của thai nhi mới 3 tháng.
Thông thường khi một người bày tỏ mong muốn giám định DNA, bác sĩ phụ trách chuyên môn sẽ cố vấn xem trường hợp này có cần làm xét nghiệm di truyền không. Nếu nhận thấy không đủ điều kiện để làm giám định, bác sĩ có thể từ chối. Thời gian thực hiện hồ sơ xét nghiệm và nhận mẫu trong khoảng 20 phút. Quy trình kỹ thuật xét nghiệm DNA trong phòng thí nghiệm thường trải qua các thủ tục sau đây:
– Kiểm tra định hướng mẫu.
– Ly trích DNA, định lượng với Real Time PCR-TaqMan.
– Khuếch đại STRs thông qua PCR (Polymerase Chain Reaction).
– Tách các chuỗi DNA khuếch đại qua điện di mao dẫn trong phân tích trình tự tự động (ABI 3130, Applied Biosystems).
– Phân tích các chuỗi DNA khuếch đại sử dụng geneeMapper (Nuclear DNA) hoặc phần mềm SeqScape (Mitochondrial DNA).
Thời gian từ khi nhận mẫu đến lúc trả kết quả thường là vài ngày đến một tuần. Ở Việt Nam, kết quả xét nghiệm trả cho khách hàng thường bao gồm 2 thứ tiếng Việt và Anh. Tất cả được niêm phong, bảo mật, nhân viên y tế sẽ trao tận tay và giải thích cặn kẽ với người yêu cầu làm xét nghiệm, không qua điện thoại và các hình thức gián tiếp khác.
Bác Sĩ Lê Ánh
Tài liệu tham khảo:
4-Pamela C. Champe-Richard A Harvey-Biochemistry-2nd edition-Lippincott’s Illustrated Reviews-J. B. Lippincott Company
5-http/://gentis.com.Viet Nam/xet-nghiem-and-va-nhung-thong-tin-can-biet
6-http://bionet.Việt Nam/huong-dan-cach-thu-mau-xet-nghiem.html
