چطور آزمایش DNA مشخص می کند دو نفر بایکدیگر نسبت فامیلی دارند؟_اسپایدر

آزمایش DNA یکی از دلنشین‌ترین آزمایش‌ها در دنیا است چون می‌تواند اطلاعات دلنشین و شگفت‌انگیزی از اجداد انسان را آشکار کند. این چنین به پشتیبانی این آزمایش می‌توان دریافت آیا انسان در معرض خطر ابتلا به بیماری‌های خاص ژنتیکی است یا خیر. این آزمایش حتی می‌تواند به افراد پشتیبانی کند تا با اعضای خانواده‌ای که هیچ زمان نمی‌شناختند، ربط برقرار کنند. اما آزمایش DNA چطور کار می‌کند و چطور می‌تواند ربط بین افراد را اشکار کند؟

آزمایش DNA طبق معمول شامل ارسال نمونه بزاق به آزمایشگاه است. سپس دانشمندان DNA را از بزاق استخراج کرده و آن را با اطلاعات مثالهای مرجع از سراسر جهان قیاس می‌کنند. نزدیک به ۹۹.۹ درصد از DNA انسان در کل جمعیت یکسان است، به این علت برای تشخیص نسبت‌های فامیلی بین افراد، دانشمندان بر روی قسمت‌های باقی‌مانده از اطلاعات استخراج شده تمرکز می‌کنند – اطلاعاتی که بین افراد گوناگون، متفاوت است.

هنگامی که DNA استخراج می‌بشود، دانشمندان از یک ریزآرایه منفعت گیری می‌کنند – ریزآرایه ابزار کوچکی است که شامل هزاران سایت است که هرکدام از سایت‌ها به گونه‌های مختلفی از توالی DNA متصل خواهد شد. این تغییرات در DNA از اجداد فرد منتقل خواهد شد و بر شخصیت و ویژگی‌های فیزیکی فرد تاثییر می‌گذارند. دانشمندان از پنل‌های مرجع – داده‌های ژنتیکی افراد با اصل و نسب شناخته شده که توسط پایگاه داده عمومی یا خود آزمایشگاه جمع‌آوری شده – برای تعیین مناطقی از جهان که گونه‌های ژنتیکی گوناگون در آن توزیع شده‌اند، منفعت گیری می‌کنند.

تکه‌هایی از DNA که از آزمایش بدست آمده‌اند، به نقاطی از آرایه متصل خواهد شد که با نوع ژنتیکی آن شخص مطابقت دارند و بدین‌ترتیب، سرنخ‌هایی از اصل و نسب سابقه خانوادگی فرد را ارایٔه خواهند داد. به گفتن مثال، اگر آزمایش نشان دهد که DNA یک فرد دارای اطلاعاتی است که در افراد اسکاتلندی‌تبار وجود دارد، به گمان زیاد اجداد آن فرد اسکاتلندی بودند.

«آرون ولف» ژنتیک‌دان ارشد در شرکت «Ancestry» می‌گوید: «آرایه‌ها ابزار زیاد قدرتمندی می باشند چون زیاد سریع و کارآمد می باشند و به دانشمندان اجازه خواهند داد ابتدا مجموعه‌ای از نشانگرها را انتخاب کنند که معتقد می باشند می‌توانند تعیین کنند اصالت ما چیست. اما در نظر داشته باشید که هیچ‌گاه نمی‌توان به طور قطعی دریافت که اصالت فرد چیست. همیشه یک عدم قطعیت وجود دارد. با این‌حال، ما از نشانگرهای گوناگون منفعت گیری می‌کنیم تا با تجمیع اطلاعات آن‌ها بتوانیم به دقیق‌ترین نتیجه برسیم.»

آزمایش DNA چطور خویشاوندی دو نفر را تایید می‌کند؟

برای تعیین این که آیا دو فرد باهم خویشاوند می باشند یا خیر نیز تقریبا روال یکسان است، با این تفاوت که نیاز است هر دو نفر آزمایش DNA بدهند. ولف دراین‌باره او گفت: «در اولین قدم نیاز است بفهمیم چه مقدار از DNA آن‌ها یکسان است. هر پلتفرم آزمایش ژنتیک دارای الگوریتم‌هایی است که می‌تواند DNA یک فرد را با DNA افراد فرد دیگر در پایگاه داده خود قیاس کند و به شدت قسمت‌های منطبق از این دو سری اطلاعات را شناسایی و استخراج کند.»

دانشمندان از قبل می‌دانند که چه مقدار DNA مشترک برای یک رابطه خانوادگی معین انتظار می‌رود، به این علت می‌توانند از داده‎‌های آزمایش‌ها برای تعیین گمان ربط دو نفر – و روابط احتمالی بین آن‌ها – منفعت گیری کنند. DNA مشترک زیاد تر به‌طور کلی نشان‌دهنده یک رابطه نزدیک است. به گفتن مثال، والدین و فرزندانشان نزدیک به ۴۷.۵ تا ۵۰ درصد DNA مشترک دارند، درحالیکه مقدار اطلاعات مشترک DNA پدربزرگ، مادربزرگ با نوه یا عمه و خواهرزاده‌ها/ برادرزاده‌ها یا خواهر و برادر ناتنی نزدیک به ۲۵ درصد است. پسرعمو/ پسرخاله‌ها (دخترعمو/ دخترخاله‌ها) نیز تا نزدیک به ۱۲.۵ درصد DNA مشترک دارند.

نتایج یک آزمایش ژنتیکی روابط احتمالی بین دو فرد را برحسب گمان مشخص می کند. سایت‌هایی همانند «Ancestry» و «23andMe»، اطلاعات DNA یک فرد را با اطلاعات حاضر در پایگاه داده خود قیاس می‌کنند تا روابط خانوادگی احتمالی را اشکار کنند.

تست‌های بازدید پدر نوزاد نیز به همین صورت عمل می‌کنند. این آزمایش‌ها اطلاعات «STRs» – قسمت‌های طویل از DNA متشکل از تکه‌های تکراری مختصر – گزینه‌های محتمل را با کودک قیاس می‌کند. اگر STR یکسان کافی وجود داشته باشد، می‌توان نتیجه گرفت که پدر بچه کیست.

ولف او گفت: «همانطور که پنل‌های مرجع نیرومندتر خواهد شد و افراد بیشتری آزمایش‌های ژنتیکی انجام خواهند داد، ارتباطات خانوادگی بیشتری در دسترس قرار می‌گیرند.»