Wstêp

Kryminalistyka od wielu lat posi³-

kuje siê zdobyczami ró¿nych ga³êzi
nauk biologicznych. Dziêki osi¹gniê-
ciom takich dziedzin jak immunolo-
gia, biochemia i genetyka dostêpne
sta³y siê nowe skuteczne narzêdzia
identyfikacji na potrzeby organów œci-
gania i wymiaru sprawiedliwoœci.

Profilowanie genetyczne jako jed-

na z najskuteczniejszych strategii te-
go typu pozwala na badania zarówno
w warunkach przy¿yciowych, np.
w dochodzeniu rodzicielstwa, pokre-
wieñstwa, udowodnieniu faktu zamia-
ny noworodków, ustaleniu to¿samo-
œci osób m.in. z zespo³em utraty pa-
miêci itp., jak równie¿ w przypadkach
post mortem, np. w identyfikacji
zw³ok lub szcz¹tków ludzkich [14].
Zastosowanie tej metody pozwala
równie¿ na efektywne profilowanie
DNA nawet z niewielkiej iloœci mate-
ria³u biologicznego zabezpieczonego
w trakcie oglêdzin miejsca zdarzenia
[3].

Metod¹ powszechnie stosowan¹

w procedurach identyfikacyjnych jest
analiza polimorficznych sekwencji
mikrosatelitarnych, czyli krótkich po-
wtórzeñ tandemowych (STR – Short
Tandem Repeat), z u¿yciem techniki
PCR (Polymerase Chain Reaction –
³añcuchowa reakcja polimerazy). Za-
let¹ stosowania tego prostego i szyb-
kiego sposobu analizy jest relatywnie
ma³a liczba artefaktów i niespecyficz-
nych wyników reakcji [3, 25]. Dodat-
kow¹ zalet¹ jest równie¿ znikome
prawdopodobieñstwo powtórzenia
siê takiego samego genotypu w okre-
œlonej i przebadanej ludzkiej popula-

cji. Niemniej nale¿y zwróciæ równie¿
uwagê na mo¿liwoœæ dzia³ania ró¿-
nych czynników mutagennych, które
mog¹ prowadziæ do zmiany profilu
genetycznego [6]. Identyfikacja tych
zmian sta³a siê przedmiotem dyskusji
nad potencjalnymi problemami inter-
pretacyjnymi w analizie polimorfizmu
loci STR na potrzeby identyfikacji
osobniczej oraz ustalania pokrewieñ-
stwa.

Œrodowiskowe i genetyczne
uwarunkowania procesu
powstawania nowotworu

Nowotwór jest szczególnym ro-

dzajem utworzonej de novo tkanki ¿y-
wego, ukszta³towanego ju¿ organi-
zmu, która powsta³a pod wp³ywem
czynników kancerogennych ró¿nego
pochodzenia. W przypadku kancero-
genezy, czyli mutacji i rozrostu komó-
rek nowotworowych, dochodzi do za-
chwiania mechanizmów obronnych
organizmu szczególnie zwi¹zanych
ze wzrostem i ró¿nicowaniem siê za-
równo miejscowych, dzia³aj¹cych na
poziomie tkankowym i narz¹dowym,
jak i ogólnoustrojowych, zw³aszcza
immunologicznych. Nowotwory na
ogó³ tworz¹ siê na bazie tkanek, wiêc
z komórek zró¿nicowanych struktu-
ralnie i funkcjonalnie wyspecjalizowa-
nych. Tylko w nielicznych przypad-
kach s¹ one formowane z komórek
omnipotencjalnych, czyli prekursoro-
wych, niewyspecjalizowanych, np.
z pierwotnych komórek hematopo-
etycznych szpiku kostnego. Nowo-
twory bardzo czêsto strukturalnie
przypominaj¹ tkankê, z której po-
wsta³y w procesie kancerogenezy.

Szczególnie du¿e morfologiczne po-
dobieñstwo do zdrowych tkanek wy-
kazuj¹ nowotwory ³agodne. Mog¹
one w pewnym, na ogó³ jednak ogra-
niczonym, zakresie wype³niaæ te sa-
me funkcje co tkanki zdrowe. Typo-
wymi nowotworami ³agodnymi s¹ na
przyk³ad gruczolaki, t³uszczaki, w³ók-
niaki, nerwiaki, miêœniaki, oponiaki,
naczyniaki, chrzêstniaki, kostniaki
i inne. Nowotwory z³oœliwe najczê-
œciej wywodz¹ siê z tkanki nab³onko-
wej, a dok³adnie z tkanki ektodermal-
nej i endodermalnej, i okreœlane s¹
jako raki (³ac. carcinoma) [9]. Inne
nowotwory z³oœliwe, pochodz¹ce
z tkanek nienab³onkowych (pocho-
dzenia mezenchymalnego), nosz¹
nazwê miêsaków (³ac. sarcoma)
i ch³oniaków (³ac. lymphoma). Guzy
nowotworowe przybieraj¹ ró¿ne
kszta³ty i formy. Guzy niez³oœliwe s¹
na ogó³ otorbione, a rosn¹c, przybie-
raj¹ formy kuliste albo elipsoidalne,
czyli typowe dla w³ókniaków, nerwia-
ków, nerwiako-w³ókniaków lub t³usz-
czaków. Zachodz¹ca ze zmienn¹
szybkoœci¹, ró¿nokierunkowa prolife-
racja komórek nowotworowych po-
woduje, ¿e kszta³ty, które przybiera
nowotwór, s¹ czêsto nieregularne
i pozbawione jakiejkolwiek symetrii.
Pierwotnie nowotwór pojawia siê
i rozrasta w obrêbie tkanki macierzy-
stej. Przez pewien czas komórki no-
wotworowe, pomimo zdolnoœci do
niekontrolowanego podzia³u, pozo-
staj¹ w obrêbie tkanki, z której siê
wywodz¹, gdy¿ nie s¹ w stanie prze-
kroczyæ wewn¹trznarz¹dowych natu-
ralnych barier, które oddzielaj¹ od
siebie poszczególne tkanki. Taki ro-
dzaj wczesnej postaci nowotworu

5

PROBLEMY KRYMINALISTYKI 253/06

Ireneusz So³tyszewski
Joanna K. Purzycka
Jolanta Powierska-Czarny
Igor Olewiecki

Zmiany nowotworowe
– implikacje w genetycznej identyfikacji osób

z³oœliwego nosi nazwê raka miejsco-
wego albo raka nieinwazyjnego. Na
dalszym etapie rozwoju nowotwór
jest zdolny do naciekania do s¹sied-
nich warstw tkanki macierzystej,
a nastêpnie innych, dalszych tkanek
narz¹du.

Transformacja nowotworowa,

czyli przekszta³cenie siê komórki
prawid³owej w nowotworow¹, jest
procesem z³o¿onym i wieloetapo-
wym, bêd¹cym konsekwencj¹ zmian
w wielu ró¿nych genach, których
produkty s¹ istotne dla prawid³owe-
go przebiegu procesów wzrostu,
proliferacji, ró¿nicowania i apoptozy
komórki. Zmiany w genomie prowa-
dz¹ce do procesu kancerogenezy
w oko³o 20% przypadków wynikaj¹
z wp³ywu czynników œrodowisko-
wych, tzw. czynników kancerogen-
nych, natomiast w pozosta³ych 80%
z predyspozycji genetycznych. Do
czynników œrodowiskowych zalicza
siê g³ównie substancje chemiczne,
a przede wszystkim powszechnie
znane produkty smo³y tytoniowej:
wolne rodniki, benzopiren, aminy
aromatyczne, nitrozaminy, a tak¿e
substancje nieorganiczne takie jak:
arsen, chrom, nikiel, zwi¹zki aroma-
tyczne – antraceny, zwi¹zki smo³o-
wate oraz inne substancje, jak np.
akrylamid [5] czy bromek etydyny.
Bardzo silnym onkogenem jest te¿
azbest. Spoœród substancji pocho-
dzenia organicznego do najwa¿niej-
szych kancerogenów zaliczane s¹
aflatoksyny i kwas arystocholowy.
W grupie innych œrodowiskowych
czynników kancerogennych znajdu-
je siê m.in. promieniowanie ultrafio-
letowe, bêd¹ce powodem 90% no-
wotworów skóry, oraz promieniowa-
nie jonizuj¹ce i

rentgenowskie.

Oprócz zwi¹zków chemicznych
i czynników fizycznych tak¿e niektó-
re wirusy i bakterie uwa¿a siê za
wa¿ne czynniki rakotwórcze. Stwier-
dzono, ¿e Papillomavirus jest bez-
poœrednim czynnikiem powoduj¹-
cym raka szyjki macicy, HCV (Hepa-
titis C Virus – wirus zapalenia w¹tro-
by typu C) mo¿e wywo³aæ raka w¹-
troby, a bakteria Helicobacter pylori
jest w stanie spowodowaæ powsta-
nie nowotworu ¿o³¹dka [16, 38].

Predyspozycje osobnicze zwi¹za-

ne z mutacjami w genach naprawy
DNA oraz w genach supresorowych
przyczyniaj¹ siê do zachorowañ na
tzw. genetycznie uwarunkowane no-
wotwory, które stanowi¹ od 5 do 10%
wszystkich przypadków. Pozosta³a
czêœæ zachorowañ spowodowana
jest predyspozycjami genetycznymi
zwi¹zanymi z polimorfizmem genów,
których produkty uczestnicz¹ w me-
tabolizowaniu i usuwaniu czynników
rakotwórczych z organizmu (detoksy-
kacja), oraz z polimorfizmem genów
koduj¹cych enzymy systemów na-
prawy DNA [23, 28]. Do nowotworów
silnie dziedzicznie uwarunkowanych,
w których mutacje genetyczne maj¹
charakter dominuj¹cy i dziedziczone
s¹ autosomalnie, nale¿¹: rak piersi
i rak jajnika (mutacja genów BRCA1
i BRCA2) [4, 32], rak jelita grubego
(mutacja genu APC lub genu
HNPCC) oraz siatkówczak (mutacja
genu RB). Powodem dziedzicznego
wystêpowania raka piersi, miêsaków
i glejaków s¹ miêdzy innymi mutacje
w genie TP53.

Niezale¿nie od czynnika mutagen-

nego wszystkie procesy prowadz¹ce
do stopniowego, ale ukierunkowane-
go przekszta³cenia komórek prawi-
d³owych fizjologicznie w komórki no-
wotworowe nosz¹ nazwê transforma-
cji nowotworowej. Proces ten cechu-
je siê nastêpuj¹cymi parametrami,
sta³ymi dla wszystkich procesów po-
wstawania nowotworów niezale¿nie
od rodzaju nowotworu, który powsta-
je w jego wyniku:

– zmniejszon¹ zale¿noœci¹ komó-

rek od czynników wzrostowych,

– utrat¹ zdolnoœci do kontaktowe-

go zahamowania wzrostu komó-
rek,

– zdolnoœci¹ do nieograniczonej

liczby podzia³ów komórkowych,

– zdolnoœci¹ do mno¿enia siê bez

kontaktu z pod³o¿em.

Fenotyp komórek nowotworowych

ulega ci¹g³ej zmianie, tak¿e podczas
procesu kancerogenezy. ZdolnoϾ do
rozsiewu nowotworowego i pojawie-
nia siê odpornoœci osobniczej na leki
stosowane w terapii onkologicznej s¹
skutkiem dalszego rozwoju procesu
powstawania nowotworu, który jest

wynikiem postêpuj¹cej selekcji klo-
nów protoonkogenów i kolejnych mu-
tacji genetycznych. Nie wszystkie
zmiany w materiale genetycznym
prowadz¹ do powstania komórek no-
wotworowych. Zmiany te dotycz¹ ge-
nów, których produkty maj¹ wp³yw na
proces wzrostu i atrofii komórek,
a tak¿e ich podzia³ów, zdolnoœci do
oddzia³ywania z s¹siednimi komórka-
mi i zrêbem komórkowym, apoptozy
oraz zdolnoœci do indukcji angioge-
nezy. Uszkodzenia w systemie na-
prawy DNA prowadz¹ do pog³êbiania
siê stopnia uszkodzenia materia³u
genetycznego, a co za tym idzie – do
narastaj¹cej niestabilnoœci genomu.
Kolejnym efektem procesu destabili-
zacji jest zró¿nicowanie siê komórek
nowotworowych. Czêœæ z nich naby-
wa zdolnoœæ migracji do s¹siednich
komórek i tkanek, czyli do tworzenia
przerzutów nowotworowych.

Statystyka nowotworów

Czêstoœæ wystêpowania chorób

nowotworowych w ró¿nych popula-
cjach waha siê od 1000 do 4000 no-
wych przypadków na 1 mln miesz-
kañców [31]. Z danych szacunko-
wych dotycz¹cych Polski drugiej po-
³owy lat 90. wynika, ¿e najczêœciej
wystêpuj¹cymi nowotworami z³oœli-
wymi u mê¿czyzn by³y nowotwory
z³oœliwe: p³uc (34,4% wszystkich za-
chorowañ na raka), ¿o³¹dka (9,0%),
gruczo³u krokowego (5,9%) i odbytni-
cy (4,5%). U kobiet statystyka ta wy-
gl¹da³a nastêpuj¹co: rak piersi
(14,1% zachorowañ), p³uc (10,1%),
¿o³¹dka (6,8%) oraz szyjki macicy
(6,0%). Z danych zamieszczonych
w Biuletynie Centrum Onkologii wyni-
ka, ¿e choroby nowotworowe s¹
obecnie przyczyn¹ oko³o 20%
wszystkich zgonów w Polsce, a ich
liczba gwa³townie roœnie. W roku
1963 zanotowano 34500 przypadków
raka, a w roku 1996 ju¿ 77500 przy-
padków, przy czym szybszy wzrost
liczby zachorowañ zaobserwowano
wœród mê¿czyzn (w tym czasie liczba
zgonów mê¿czyzn wzros³a 2,6 razy,
a kobiet – 2 razy). Dynamika wzrostu
liczby zachorowañ na nowotwory z³o-
œliwe w Polsce nale¿y do najwy¿-

PROBLEMY KRYMINALISTYKI 253/06

6

szych w Europie [7, 19]. Przyczynami
tego stanu jest wysoka ekspozycja
na czynniki ryzyka oraz niska sku-
tecznoϾ wczesnej diagnostyki i le-
czenia.

Czêstoœæ wystêpowania nowotwo-

rów z³oœliwych jest silnie skorelowa-
na z wiekiem osób chorych. Najwiêk-
sz¹ liczbê zgonów na skutek chorób
nowotworowych notuje siê w najstar-
szych grupach wiekowych (75–84 la-
ta) bez wzglêdu na p³eæ. Nadal utrzy-
muj¹ siê du¿e ró¿nice w wystêpowa-
niu nowotworów z³oœliwych (a w kon-
sekwencji zgonów przez nie wywo³a-
nych) wœród kobiet i mê¿czyzn oraz
pomiêdzy umieralnoœci¹ na raka na
terenach wiejskich a w miastach,
gdzie odsetek przypadków œmiertel-
nych jest wyraŸnie wy¿szy [31].

Zwiêkszona umieralnoœæ wskutek

nowotworów z³oœliwych wynika
przede wszystkim ze wzrostu zagro-
¿enia tzw. nowotworami tytoniozale¿-
nymi (nale¿¹ do nich nowotwory z³o-
œliwe jamy ustnej, gard³a, prze³yku,
krtani, p³uc, pêcherza moczowego,
trzustki, nerek). Za schorzenia przy-
czynowo s³abiej zwi¹zane z paleniem
tytoniu uwa¿ane s¹ tak¿e nowotwory
¿o³¹dka, nosa, warg oraz bia³aczki
[11]. Przyk³adem mo¿e tu byæ rak ja-
my ustnej, na którego zachorowal-
noœæ stale wzrasta i dochodzi ju¿ do
wartoœci 7% wœród nowotworów roz-
poznawanych na œwiecie u mê¿-
czyzn. W Polsce osi¹ga on wartoœæ
4,4% u mê¿czyzn i 1,4% u kobiet.
W ostatnim 30-leciu obserwuje siê
ponad dwukrotny wzrost zgonów wy-
wo³anych nowotworami jamy ustnej.
Wzrost ten obserwowany jest
zw³aszcza wœród mê¿czyzn: w grupie
wiekowej 35–64 lat wykazuje ponad
czterokrotny wzrost zachorowalnoœci
[31, 38]. Zjawisko to mo¿emy t³uma-
czyæ przede wszystkim wp³ywem ta-
kich czynników patogennych jak pa-
pierosy i alkohol, na które w wiêk-
szym stopniu nara¿eni s¹ mê¿czyŸni.

Znaczenie sekwencji
mikrosatelitarnych

Sekwencje STR sk³adaj¹ siê z po-

wtarzaj¹cych siê motywów zawiera-
j¹cych od 1 do 6 nukleotydów. Licz-

ba powtarzaj¹cych siê sekwencji
zwykle waha siê w granicach od 2 do
100 i mo¿e stanowiæ marker ró¿nicu-
j¹cy osobników. W rzadkich przypad-
kach, najczêœciej patologicznych,
liczba powtórzeñ mo¿e osi¹gaæ set-
ki, a nawet tysi¹ce [2]. £¹czna d³u-
goœæ odcinka mikrosatelity mo¿e wy-
nosiæ od 100 do 600 pz. Sekwencje
te zlokalizowane s¹ czêœciej w eu-
chromatynie, wystêpuj¹ te¿ w cen-
tromerach i telomerach. Elementem

podstawowym mo¿e byæ dwunukle-
otyd [(AG)n; (AC)n; (AT)n; (CA)n;
(CG)n i in.], trójnukleotyd [(TCT)n;
(TTG)n; (ATT)n; (TAA)n i in.] lub
czteronukleotyd [(TATG)n; (AGTG)n;
(GACA)n i in.]. Mikrosatelity mog¹
wystêpowaæ jako powtórzenia iden-
tycznych sekwencji lub przedzielone
krótkimi wstawkami sk³adaj¹cymi siê
z kilku nukleotydów. W formie z³o¿o-
nej sekwencje wystêpuj¹ jako ci¹gi
dwóch lub wiêcej rodzajów powta-
rzaj¹cych siê motywów (ryc. 1). Oce-
nia siê, ¿e wszystkie sekwencje typu
STR obejmuj¹ ³¹cznie oko³o 3%
ludzkiego genomu [22]. Zarówno za-
wartoœæ, jak i rozmieszczenie ró¿-
nych powtórzeñ tego typu w geno-
mie s¹ silnie zró¿nicowane. Sekwen-
cje STR wystêpuj¹ najczêœciej w re-
gionach niekoduj¹cych. Wyj¹tkiem
s¹ tutaj ci¹gi powtórzeñ trój- i sze-
œcionukleotydowych, które s¹ niemal
dwukrotnie czêstsze w eksonach ni¿
w intronach i regionach miêdzygeno-
wych. Ich pozytywna selekcja w eks-
onach sugeruje, ¿e mog¹ one mieæ
znaczenie funkcjonalne [15, 25], nie-
mniej jednak dominuje pogl¹d, ¿e
wiêkszoœæ sekwencji STR nale¿y do
tzw. junk DNA, czyli „DNA œmiecio-

wego”, którego funkcje fizjologiczne
nie s¹ do koñca poznane. Istotn¹
konsekwencj¹ takiego stanu rzeczy
mo¿e byæ selektywna obojêtnoœæ
ci¹gów i zwi¹zana z tym mo¿liwoœæ
swobodnej ewolucji zgodnie z mode-
lem naturalnym [21]. Wysoka podat-
noœæ ci¹gów prostych powtórzeñ se-
kwencji na mutacje i wynikaj¹cy
z niej polimorfizm d³ugoœci czyni¹
z sekwencji powtarzaj¹cych siê bo-
gate Ÿród³o zmiennoœci fenotypowej.

Mutacje wystêpuj¹ce w sekwen-

cjach STR prowadz¹ przede wszyst-
kim do zmian w iloœci podstawowych
powtórzeñ, choæ w ich wyniku mog¹
powstaæ allele z niepe³n¹ jednostk¹
repetytywn¹ lub z zaburzonym ci¹-
giem powtórzeñ. Czêstoœæ, z jak¹
w wyniku mutacji w sekwencjach mi-
krosatelitarnych pojawiaj¹ siê nowe
warianty polimorfizmu, szacuje siê na
oko³o 1,2%, chocia¿ wielkoœæ ta jest
zmienna i zale¿y od d³ugoœci rdzenia,
struktury elementu oraz po³o¿enia
w chromosomie [37]. Polimorfizm
uk³adów STR wynika z ich podatno-
œci na mutacjê polegaj¹c¹ na addycji
b¹dŸ delecji pojedynczej kopii ele-
mentu rdzeniowego [24]. Poszcze-
gólne allele ró¿ni¹ siê zatem od sie-
bie liczb¹ pe³nych powtórzeñ jed-
nostki repetytywnej, choæ mo¿liwe
jest wystêpowanie w sekwencjach
STR niepe³nych powtórzeñ lub muta-
cji punktowych [26]. Powstawanie
tych zmiennoœci mo¿e byæ spowodo-
wane zarówno poprzez zwiêkszenie,
jak i zmniejszenie wielkoœci alleli
o jedno powtórzenie (stepwise muta-
tion model – SMM) lub o wiele powtó-
rzeñ (two-phase model) [8,18].
Zmiennoœæ sekwencji STR mo¿e wy-

PROBLEMY KRYMINALISTYKI 253/06

7

GTCAA (

GT

)n ATT – motyw 2-nukleotydowy

GTCAA

GT

GT

GT

GT

GT

GT

ATT – motyw 2-nukleotydowy, 6 powtórzeñ

GGG (

ATCT

)n CTA – motyw 4-nukleotydowy

GGG

ATCT

ATCT

ATCT

ATCT

CTA – motyw 4-nukleotydowy, 4 powtórzenia

Ryc. 1. Przyk³adowe motywy STR
Fig. 1. Examples of STR patterns

nikaæ z faktu, ¿e s¹ one niezwykle
podatne na b³êdy w replikacji DNA.
Pomy³ki te zdarzaj¹ siê czêsto na
skutek nieprawid³owego dzia³ania
polimerazy, tzw. poœlizgu (polymera-
se slippage), co prowadzi do wyd³u-
¿enia lub skrócenia motywu. Enzym
opuszcza b¹dŸ wbudowuje pojedyn-
czy segment w zale¿noœci od tego,
czy poœlizg nast¹pi³ na nici matryco-
wej czy potomnej. Analiza sekwencji
STR dwunukleotydowych ujawni³a, i¿
polimeraza regularnie odsuwa siê
podczas amplifikacji od powielanej
nici [36]. Powtórzenia trójnukleotydo-
we s¹ mniej sk³onne do poœlizgu en-
zymu ni¿ w przypadku dwumetrycz-
nych sekwencji STR. Drugim czynni-
kiem odpowiedzialnym za zmiany
d³ugoœci sekwencji STR mo¿e byæ
zachodz¹cy podczas mejozy proces
rekombinacji DNA (crossing-over).
Proces ten zachodzi miêdzy odcinka-
mi DNA o homologicznej sekwencji.
W przypadku obszarów powtarzal-
nych mo¿e dojœæ do niedok³adnego
sparowania homologicznych se-
kwencji i wymiany odcinków DNA
o nierównej d³ugoœci, co w konse-
kwencji spowoduje wyd³u¿enie jed-
nego z alleli kosztem drugiego [33,
37]. Oprócz omówionych powy¿ej
modeli powstania polimorfizmu se-
kwencji STR mog¹ podlegaæ one mu-
tacjom punktowym, co niesie za sob¹
wzrost polimorfizmu badanych frag-
mentów [10, 12, 20].

Zmiany genomu komórkowego
w procesie powstawania
nowotworu

Niestabilnoœæ mikrosatelitów jest

integraln¹ czêœci¹ rozwoju nowotwo-
ru, zaobserwowan¹ po raz pierwszy
w dziedzicznym niepolipowatym raku
jelita grubego (ang. Hereditary Non
Polyposis Colorectal Cancer

–

HNPCC), wystêpuj¹c¹ równie¿ w in-
nych typach nowotworów rozwijaj¹-
cych siê sporadycznie. W komórkach
nowotworowych obserwuje siê zmie-
nion¹ w stosunku do komórek prawi-
d³owych d³ugoœæ okreœlonych alleli
mikrosatelitarnego DNA. Ró¿nica
w liczbie powtórzeñ sekwencji takie-
go DNA nosi nazwê niestabilnoœci mi-

krosatelitarnej (ang. microsatellite in-
stability – MSI). MSI uznaje siê za
zjawisko sta³e i nieodwracalne. Nie-
stabilnoœæ mikrosatelitów zidentyfiko-
wano równolegle z mutacjami w ge-
nach tzw. mismatch repair, bior¹cych
udzia³ w naprawie mylnie sparowa-
nych zasad podczas replikacji DNA
[33]. W rodzinach z HNCPP wykryto
dziedziczne mutacje w genach tzw.
mutatorowych: hMSH2, hPMS1,

hPMS2, hMSH6 (GTBP), usuwaj¹-
cych b³êdy replikacyjne [11, 24].
W rodzinach tych stwierdzono po-
nadto podwy¿szone ryzyko wystêpo-
wania innych typów nowotworów, np.
endometrium, ¿o³¹dka, trzustki czy
jajników [17, 23]. Analiza sekwencji
mikrosatelitarnych jest nie tylko wy-
korzystywana jako metoda detekcji
niestabilnoœci MSI, lecz tak¿e ze
wzglêdu na wysoce polimorficzn¹ na-

PROBLEMY KRYMINALISTYKI 253/06

8

Ryc. 2. Schemat zmian typu LOH i MSI. F, R – miejsca przy³¹czenia primerów
A – utrata heterozygotycznoœci polegaj¹ca na delecji allelu 2; niewielki pik w miejscu allelu 2 jest pro-

duktem jego amplifikacji z tkanki zdrowej. Podobny efekt mo¿na obserwowaæ w przypadku mutacji
w miejscu przy³¹czenia primera.

B – niestabilnoœæ sekwencji mikrosatelitarnej polegaj¹ca na insercji jednego powtórzenia w obrêbie alle-

lu 1; mo¿liwa jest insercja wiêkszej liczby powtórzeñ w obrêbie allelu 1; przedstawione zjawisko
mo¿e dotyczyæ równie¿ allelu 2.

C – niestabilnoœæ sekwencji mikrosatelitarnej polegaj¹ca na delecji jednego powtórzenia w obrêbie alle-

lu 1; mo¿liwa jest delecja wiêkszej liczby powtórzeñ w obrêbie allelu 1; przedstawione zjawisko mo-
¿e dotyczyæ równie¿ allelu 2.

Fig. 2. LOH and MSI type changes, F, R – primer binding sites
A – loss of heterozygosity involving allele 2 deteletion; a small peak at allele 2 position is a product of

its amplification from a healthy tissue. A similar effect can be observed in case of mutation at primer
binding site

B – microsatellite instability involving insertion of one repeat within allele 1: insertion of more repeats

within allele 1 is possible; demonstrated event can also occur in allele 2.

C – microsatellite instability involving deletion of one repeat within allele 1; deletion of more repeats

within allele 1 is poddible; demonstrated event can also occur in allele 2.

turê sekwencji znalaz³a zastosowa-
nie w oznaczaniu utraty alleli w ko-
mórkach nowotworowych.

Jedna z koncepcji powstawania

nowotworów zak³ada kilkustopniowy
model gromadzenia mutacji w wyniku
tzw. ewolucji klonalnej. Wed³ug tego
modelu kancerogeneza rozpoczyna
siê pojedyncz¹ mutacj¹ w komórce
wyjœciowej. W kolejnych podzia³ach
komórkowych gromadzone s¹ dalsze
mutacje, w wyniku których komórki
przekszta³caj¹ siê w komórki nowo-
tworowe zdolne do nieograniczonego
wzrostu i przemieszczania siê do od-
leg³ych tkanek. Podczas progresji no-
wotworu z³oœliwego, czyli swoistej
ewolucji klonalnej, przewa¿aj¹ proce-
sy selekcji i adaptacji promuj¹ce
wzrost klonu o okreœlonych cechach
biologicznych takich jak wiêksza au-
tonomia komórek, postêpuj¹ca inwa-

zyjnoϾ i zdolnoϾ do tworzenia prze-
rzutów [28]. Geny, których uszkodze-
nia mog¹ wywo³aæ proces powstawa-
nia nowotworu, to geny szczególnie
zaanga¿owane w regulacjê cyklu ko-
mórkowego. Wymieniæ tu nale¿y
przede wszystkim onkogeny bior¹ce
udzia³ w inicjacji podzia³ów komórko-
wych, ale równie¿ geny supresorowe,
bêd¹ce inhibitorami cyklu komórko-
wego[24]. Ró¿ne kombinacje takich

zmutowanych genów mog¹ prowa-
dziæ do powstania takiego samego
fenotypu nowotworowego. Geny su-
presorowe s¹ wy³¹czane z prawid³o-
wej funkcji poprzez wewnêtrzne mu-
tacje w jednym allelu, a w kolejnym
etapie – utratê „dzikiego allelu”, no-
sz¹c¹ nazwê utraty heterozygotycz-
noœci (Loss Of Heterozygosity –
LOH) [24, 37, 39].

W komórkach nowotworowych

stwierdzono bardzo wysok¹ czêstoœæ
utraty alleli w ró¿nych regionach
chromosomowych. Zjawisko utraty
heterozygotycznoœci wystêpuje
w prawie wszystkich rodzajach nowo-
tworów i jest mo¿liwe we wszystkich
chromosomach. U pod³o¿a tych
zmian mog¹ le¿eæ wieloogniskowe
delecje, konwersje genowe, duplika-
cje, rekombinacje mitotyczne, nondy-
sjunkcje.

Przyjmuje siê, ¿e zmiany typu

utraty heterozygotycznoœci (LOH)
w nowotworach wystêpuj¹ czêœciej
w regionach genomu, w których ma-
powane s¹ geny supresorowe [37,
39]. Po uszkodzeniu w nastêpstwie
mutacji jednego z alleli genu supre-
sorowego utrata heterozygotyczno-
œci, czyli drugiego allelu, prowadzi do
ca³kowitego wy³¹czenia funkcji genu
supresorowego. Spoœród loci wyko-

rzystywanych w genetyce s¹dowej
w nowotworach sutka wysoki odsetek
zmian typu utrata heterozygotyczno-
œci (LOH) obserwowano w TH01,
D21S11, D18S51 i FGA [30]. Analiza
zmian typu LOH w loci D3S1358,
vWA, FGA, D8S1179, D18S51,
TH01, D2S12338, D16S539,
D19S433 oraz D21S11 wykaza³a sto-
sunkowo wysoki poziom tego typu
uszkodzeñ, przy czym najwy¿szy ich
odsetek obserwowano w

locus

D21S11. Niewielk¹ liczbê utrat hete-
rozygotycznoœci obserwowano w loci
D8S1179, D5S818, D13S317,
D7S820 [29].

Przyczyn¹ niestabilnoœci sekwen-

cji mikrosatelitarnych jest prawdopo-
dobnie poœlizg polimerazy. Regular-
ne powtórzenia sekwencji mikrosate-
litarnej mog¹ wywo³ywaæ zjawisko
poœlizgu polimerazy podczas replika-
cji DNA, czego wynikiem s¹ zmiany
d³ugoœci alleli polegaj¹ce zarówno na
insercji, jak i delecji od jednej do kilku
jednostek repetytywnych. Poœlizg po-
limerazy zachodzi czêœciej w loci
o krótszej jednostce repetytywnej
[24], sprzyja mu równie¿ wielokrotne
powtórzenie motywu sekwencji mi-
krosatelitarnej [36]. Wœród markerów
wykorzystywanych w genetyce s¹do-
wej zmiany typu niestabilnoœci se-
kwencji mikrosatelitarnej w nowotwo-
rach znacznie czêœciej obserwowane
s¹ w loci D3S1358, D18S51, vWA
i FGA [16, 17, 27].

Wp³yw przypadków
onkologicznych na wiarygodnoϾ
badañ kryminalistycznych

Sytuacja, w której poszkodowa-

nym lub sprawc¹ przestêpstwa jest
osoba dotkniêta chorob¹ nowotworo-
w¹, wydaje siê ma³o prawdopodob-
na, niemniej nie mo¿na wykluczyæ, ¿e
takie zdarzenia mog¹ wyst¹piæ
w praktyce dochodzeniowo-œledczej.
Szczególnie wtedy nale¿y zwróciæ
uwagê na rodzaj pobieranego mate-
ria³u porównawczego. W przypadku,
gdy materia³em referencyjnym jest
tylko krew, nale¿y zwróciæ uwagê,
aby w protokole pobrania znalaz³a
siê informacja o ewentualnym prze-
szczepie szpiku kostnego. Taki tryb

PROBLEMY KRYMINALISTYKI 253/06

9

Ryc. 3. Przyk³ad utraty heterozygotycznoœci zidentyfikowanej w komórkach têczówki i torebki przedniej
soczewki w zespole eksfoliacji (PEX) (dziêki uprzejmoœci: [ 30])
Fig. 3. Example of loss of heterozygosity identified in iris cells and anterior lenticular capsule in
exfoliation synchrome (PEX)

postêpowania pozwoli na unikniêcie
problemów z oznaczeniem faktycz-
nego profilu genetycznego. W innych
przypadkach nale¿y w miarê mo¿li-
woœci pobieraæ zarówno krew, jak
i wymaz z jamy ustnej. W badaniach
œladów biologicznych trzeba równie¿
uwzglêdniæ fakt, ¿e np. w wydzieli-
nach organizmu osoby chorej, tj. mo-
czu i kale, mo¿e wystêpowaæ zmuto-
wane DNA, co jest konsekwencj¹
bardzo szybkiego metabolizmu ko-
mórek nowotworowych [2, 12].

Podczas identyfikacji nieznanych

zw³ok lub szcz¹tków ludzkich zdarza-
j¹ siê sytuacje, kiedy dostêpnym ma-
teria³em referencyjnym jest materia³
bli¿szych lub dalszych krewnych w li-
nii ojcowskie i matczynej, co znacz¹-
co obni¿a wartoœæ dowodow¹ eks-
pertyzy. W¹tpliwoœci co do prawid³o-
wo przeprowadzonej identyfikacji ro-
dz¹ potrzebê poszukiwania dodatko-
wego materia³u biologicznego szcze-
gólnie pochodz¹cego od osoby zagi-
nionej. Uzyskanie danych medycz-
nych, w tym informacji o przebiegu
choroby nowotworowej, pozwala na
wykorzystanie do celów identyfikacyj-
nych fragmentów tkanek pobranych
do badañ histopatologicznych. Takie
dzia³ania s¹ alternatywne dla ekshu-
macji, a pozostaj¹ jedynym wyjœciem,
gdy cia³o zmar³ego poddano krema-
cji. Tego typu materia³ jest równie¿
wykorzystywany w badaniach gene-
tycznych wykonywanych na potrzeby
ustalenia pokrewieñstwa w przypad-
ku, gdy s¹ one podejmowane po
œmierci domniemanego ojca lub mat-
ki. Nale¿y mieæ na wzglêdzie równie¿
fakt, ¿e w podejmowanych po wielu
latach sprawach karnych preparat hi-
stopatologiczny mo¿e byæ jedynym
Ÿród³em DNA, szczególnie w sytu-
acjach, kiedy ca³a próbka krwi zabez-
pieczona w sprawie zosta³a zu¿yta
np. do badañ serologicznych.

Osobn¹ kategori¹ spraw, w któ-

rych opisywana problematyka ma
istotne znaczenie, jest tzw. b³¹d me-
dyczny. Konsekwencj¹ tych sytuacji
s¹ coraz czêœciej prowadzone postê-
powania karne. W przypadku posta-
wienia b³êdnej diagnozy lub zamiany
preparatów histopatologicznych
w szpitalnym laboratorium mo¿e za-

istnieæ potrzeba przeprowadzenia
badañ identyfikuj¹cych dawcê mate-
ria³u biologicznego.

W przypadku wykorzystania pre-

paratów histopatologicznych nale¿y
uwzglêdniæ fakt, ¿e choroba nowo-
tworowa mo¿e byæ przyczyn¹ proble-
mów interpretacyjnych w prawid³o-
wym okreœleniu profilu genetycznego
[1, 35]. Jeœli podczas procesu trans-
formacji nowotworowej dosz³o do
utraty heterozygotycznoœci i/lub nie-
stabilnoœci sekwencji mikrosatelitar-
nej, to w czasie badania tego typu
œladów mo¿na spotkaæ siê z ró¿nymi
formami tego zjawiska, pocz¹wszy
od profilu odpowiadaj¹cego miesza-
ninie przez odmienny genotyp
w przypadku MSI lub obni¿enia wy-
dajnoœci amplifikacji, a skoñczywszy
na ca³kowitym zaniku jednego z alleli
w przypadku LOH [8, 34]. Nale¿y jed-
nak zwróciæ uwagê na fakt, i¿ w takim
przypadku badany materia³ jest zwy-
kle mieszanin¹ komórek normalnych
i nowotworowych, a obserwowany
genotyp bêdzie raczej prezentowa³
obraz poœredni. Zmiany typu LOH
i MSI w wielu loci STR s¹ bardzo
rzadkie i prawdopodobieñstwo poja-
wienia siê w ich wyniku ca³kowicie
odmiennego, homogennego profilu
genetycznego jest znikome. W przy-
padku analizy tego typu materia³u
biologicznego nale¿y jednak zwróciæ
szczególn¹ uwagê na niezgodnoœci
genotypów, jeœli dotycz¹ one jednego
lub dwóch loci, szczególnie je¿eli
podstaw¹ ró¿nicy genotypów jest
brak jednego allelu lub ró¿nica jedne-
go powtórzenia jednostki repetytyw-
nej w jednym z alleli danego locus. Te
same uwagi nale¿y odnieœæ do inter-
pretowania opisywanych sytuacji ja-
ko mieszaniny materia³u biologiczne-
go. Nale¿y podkreœliæ, ¿e szczegól-
nym wyró¿nikiem w tego typu sytu-
acjach jest fakt pojawiania siê ano-
malii w pojedynczych loci w postaci
obrazu typowego dla mieszaniny ma-
teria³u biologicznego ró¿nego pocho-
dzenia [27].

Reasumuj¹c, nale¿y stwierdziæ, ¿e

aktualnie od eksperta z zakresu ba-
dañ biologicznych wymagana jest
wiedza znacznie wykraczaj¹ca poza
zakres typowych badañ wykonywa-

nych w laboratoriach kryminalistycz-
nych. Œwiadomoœæ tego faktu jest
niezbêdna dla realizacji zadañ bie-
g³ego.

BIBLIOGRAFIA

1. Alonso A., Marti P., Albarran C.,

Guzman A., Aguilera B., Oliva H., San-

cho M.: Somatic instability in cancer at
seven tetrameric STR loci used in foren-
sic genetics, „Advances in Forensic Ha-
emogenetics” 1996, nr 6, s. 154–156.

2. Bal J. (red.): Badania molekularne

i cytogenetyczne w medycynie, Springer
PWN, Warszawa 1998.

3. Bartnik B., Dmochowska G., Jon-

kisz A., Dobosz T.: Identyfikacja osobni-
cza w sprawach przestêpstw przeciwko
¿yciu i zdrowiu – zastosowanie technik
biologii molekularnej, „Post. Med. S¹d.
Krym.” 2001, nr 6, s. 257–259.

4. Blasiak J., Arabski M., Krupa R.,

Wozniak K., Rykala J., Kolacinska A.,

Morawiec Z., Drzewoski J., Zadrozny

M.: Basal, oxidative and alkylative DNA
damage, DNA repair efficacy and muta-
gen sensitivity in breast cancer, „Mutation
Research/Fundamental and Molecular
Mechanisms of Mutagenes” 2004, nr 554
(1–2, 4) s. 139–148.

5. Blasiak J., Gloc E., Wozniak K.,

Czechowska A.: Genotoxicity of acryla-
mide in human lymphocytes, „Chem. Biol.
Interact.” 2004, nr 149 (2–3), s. 137–49.

6. Brinkmann B., Wiegand, P.: Medi-

colegal implications of PCR based
VNTRs. Proceedings from the 4th Inter-
national Symposium on Human Identifica-
tion 1993, s. 149–160.

7. B³aszczyk J., Pude³ko M., Cisar K.:

Nowotwory z³oœliwe w woj. dolnoœl¹skim
w roku 2003. Dolnoœl¹ski rejestr nowo-
tworów, [za:] „Cancer Incidence in Five
Continents”, 2005, t.......

8. Clayton T. M., Whitaker J. P., Ma-

guire C.N.: Identification of bodies from
the scene of a mass disaster using DNA
amplification of short tandem repeat
(STR) loci, ”Forensic Sci. Int.” 1995, nr
76, s. 7–15.

9. Dobosz T., £ukieñczuk T., S¹sia-

dek M., Kuczyñska A., Jankowska E.,

Blin N.: Microsatellite instability in thyroid
papillary carcionoma and multinodular hy-
perplasia, „Oncology” 2000, nr 58, s.
305–310.

PROBLEMY KRYMINALISTYKI 253/06

10

10. Dobosz T.: Zastosowanie polimor-

fizmu DNA w medycynie s¹dowej, „Post.
Med. S¹d. Krym.” 1995, nr 2, s. 431–434.

11. Doll R., Peto R.: The causes of

cancer: quantitative estimates of avoida-
ble risks of cancer in the United States to-
day,' 1981, nr 66 (6), s. 1191–1308.

12. Evett, I.W., Gill P.D., Scranage

J.K., Weir B.S.: Establishing the robust-
ness of short-tandem-repeat statistics for
forensic applications, „Am. J. Hum. Ge-
net.” 1996, nr 58, s. 398–407.

13. Hammond H.A., Jin L., Zhong Y.,

Caskey C.T., Chakraborty R.: Evaluation
of 13 short tandem repeat loci for use in
personal identification applications, „Am.
J. Hum. Genet.”, 1994, nr 55, s. 175–189.

14. Hoff-Olsen P., Jacobsen S., Me-

vag B., Olaisen B.: Postmortem human
microsatellite stability in different tissues,
„Progress in Forensic Genetics” 1999, nr
8, s. 542–544.

15. Hoff-Olsen P., Jacobsen S., Ste-

nersen M., Meling G.I., Olaisen B.: So-
matic mutation spectra of three hyperpo-
lymorphic STRs, „Advances in Forensic
Genetics” 1997, nr 7, s. 446–448.

16. Hoff-Olsen P., Meling G.I., Ola-

isen B.: Analysis of somatic mutations at
short tandem repeat loci in colorectal car-
cinomas, „Advances in Forensic Haemo-
genetics” 1996, nr 6, s. 183–185.

17. Hoff-Olsen P., Meling G.I., Ola-

isen B.: Variation in mutation rate and di-
rection between tetranucleotide STR loci
in human colorectal carcinomas, „Annals
of Human Genetics” 1997, nr 62 (1), s.
1–7.

18. Jeffreys A.J., Wilson V., Tein

S.W.: Hypervariable minisatellite regions
in human DNA, „Nature” 1985, nr 314, s.
67–73.

19. Jemal A., Tiwari R.C., Murray T.,

Ghafoor A., Samuels A., Ward E., Feu-

er E.J., Thun M.J.: Statystyka nowotwo-
rów, „Onkologia po dyplomie” 2004. nr..,
s.............

20. Kaliszczak M.: Problem wykorzy-

stania biomateria³ów w kryminalistycznej
identyfikacji zw³ok, „Archiwum Medycyny
S¹dowej i Kryminologii” 2001, nr 51, s.
363–366.

21. Kimura M.: The Neutral Theory of

Molecular Evolution, Cambridge Universi-
ty Press, Cambridge 1983.

22. Lygo J.E., Johnson P.E., Holda-

way D.J., Woodroffe S., Whitaker J.P.,

Clayton T.M., Kimpton C.P., Gill P.: The
validation of short tandem repeat (STR)
loci for use in forensic casework, „Int. J.
Leg. Med.” 1994, nr 107, s. 77–89.

23. Majsterek I., Blasiak J., Mlynar-

ski W., Hoser G., Skorski T.: Does the
bcr/abl-mediated increase in the efficacy
of DNA repair play a role in the drug resi-
stance of cancer cells?, „Cell Biol. Int.”
2002, nr 26 (4), s. 363–70

24. Möller A, Meyer E, Brinkmann

B.: Different types of structural variation in
STRs: HumFES/FPS, HumVWA and
HumD21S11, „Int. J. Hum. Med.” 1994, nr
106, s. 319–323.

25. Morling, N.: Amplification of short

tandem repeat loci using PCR, „Methods
Mol. Biol.” 1998, nr 98, s. 173–180.

26. Miœcicka-Œliwka D., Grzybowski

T.: High microvariation sequence poly-
morphism at short tandem repeat loci: Hu-
man beta-actin related pseudogene as an
example, „Electrophoresis” 1997, s.
1613–1619.

27. Pai C.Y., Hsieh L.L., Tsai C.W.,

Chiou F.S., Yang C.H., Hsu B.D.: Allelic
alterations at the STR markers in the buc-
cal tissue cells of oral cancer patients and
the oral epithelial cells of healthy betel
quid-chewers: an evaluation of forensic
applicability, „Forensic Sci Int.” 2002, nr
129 (3), s. 158–67.

28. Pastwa E., Pop³awski T., Cze-

chowska A., Malinowski M., Blasiak J.:

Non-homologous DNA end joining repair
in normal and leukemic cells depends on
the substrate ends, „Z. Naturforsch [C]”
2005, nr 60 (5–6), s. 493–500.

29. Piccinin S., Gasparotto D., Vuko-

savljevic T., Barzan L., Sulfaro S., Ma-

estro R., Boiocchi M.: Microsatellite in-
stability in squamous cell carcinomas of
the head and neck related to field cance-
rization phenomena, „Br. J. Cancer.”
1998, nr 78 (9), s. 1147–51.

30. Powierska-Czarny J., Miœcicka-

-Œliwka D., Czarny J., Grzybowski T.,

WoŸniak M., Drewa G., Czechowicz W.,

Sir J.: Analysis of microsatellite instability
and loss of heterozygosity in breast can-
cer with the use of a well characterized
multiplex system, „Acta Biochimica Polo-
nica” 2003, nr 50 (4), s. 1195–1203.

31. Rocznik Statystyczny, GUS, War-

szawa 2004.

32. Sliwinski T., Krupa R., Majsterek

I., Rykala J., Kolacinska A., Morawiec

Z., Drzewoski J., Zadrozny M., Blasiak

J.: Polymorphisms of the BRCA2 and RA-
D51 Genes in Breast Cancer, „Breast
Cancer Res. Treat.” 2005, nr 94 (2), s.
105–109.

33. Stand M i wsp.: Destabilization of

tracts of simple repetitive DNA in yeast by
mutations affecting DNA mismatch repair,
„Nature” 1993, nr 365, s. 274–276.

34. Urquhart A., Kimpton C.P., Do-

wnes T.J., Gill P.: Variation in short tan-
dem repeat sequences a survey of twelve
microsatellite loci for use as forensic iden-
tification markers, „Int. J. Leg. Med.”
1994, nr 107, s. 13–20.

35. Vauhkonen H., Hedman M.,

Vauhkonen M., Kataja M., Sipponen P.,

Sajantila A.: Evaluation of gastrointesti-
nal cancer tissues as a source of genetic
information for forensic investigations by
using STRs, „Forensic Sci. Int.” 2004, nr
28, 139 (2–3), s. 159–67.

36. Walsh P.S., Fildes N.J., Rey-

nolds R.: Sequence analysis and charac-
terization of stutter products at the tetra-
nucleotide repeat locus vWA, „Nucl. Acids
Res.” 1996, nr 24, s. 2807–2812.

37. Weber J., Wong C.: Mutation of

human short tandem repeats 1993, „Hum.
Mol. Genet.”, nr 2, s. 1123–1128.

38. Wojtyniak B., Goryñski P., Sero-

ka W.: Najwa¿niejsze informacje o sytu-
acji zdrowotnej ludnoœci Polski
w 1999/2000 roku, „Przegl¹d Epidemiolo-
giczny” 2002, t. 56, nr 1, s. 179–192.

39. Zalewska R., Pepiñski W., Smo-

lenska-Janica D., Mariak Z., Proniew-

ska-Skretek E., Skawronska M., Janica

J.: Loss of heterozygosity in patients with
pseudoexfoliation syndrome, „Molecular
Vision'' 2003, nr 9, s. 257–261.

PROBLEMY KRYMINALISTYKI 253/06

11