В основе молекулярно-генетического метода исследования лежит идентификация аллелей ряда полиморфных локусов, уникально наследуемых ребенком от биологических родителей. Исследованию подвергается дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), выделенная из биологического материала, полученного от обследуемых лиц. У каждого человека клетки биологического материала (кровь, слюна, кости, кожа, мышцы, зубы, сперма, луковицы волос и др.) содержат абсолютно одинаковую ДНК. Она остается постоянной на протяжении всей жизни, не подвергаясь изменениям. Поэтому результаты молекулярно-генетического исследования не зависят от того, какой именно биологический материал исследуется в конкретном случае. При проведении полимеразной цепной реакции (ПЦР) происходит высокоспецифичная амплификация (увеличение количества копий в миллионы раз) определенных фрагментов ДНК, содержащих аллели исследуемых локусов. Это позволяет провести электрофоретическое разделение амплифицированных фрагментов и идентифицировать аллели полиморфных локусов, соответствующие этим фрагментам ДНК. Выявленные аллели исследованных локусов обозначаются в соответствии со стандартной международной номенклатурой, что позволяет при необходимости проводить межлабораторные сравнения полученных результатов.
Исследование X-хромосомы имеет ограниченное применение, но иногда позволяет установить родственные отношения тогда, когда другие виды исследования дают неопределенный результат. Он особенно информативен в случаях, когда ребёнок – девочка (девочки получают X-хромосому от отца), предполагаемый отец недоступен для анализа, но есть биологическая мать предполагаемого отца или предполагаемая сестра ребёнка по отцу. В отличие от исследования аутосомных маркеров, анализ Х-хромосомы в приведённой выше конфигурации участников позволяет исключить родство. При неисключении родства рассчитываются индекс и вероятность родства. Для исследования необходимы образцы ребёнка (девочки) и ее родственника женского пола (биологическая мать предполагаемого отца или сестра ребенка по отцу) по отцовской линии.
