dna指纹技术及其应用

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1、DNA指纹技术及其应用一、什么是DNA指纹人体包含有100万亿个细胞，它们组成各种器官和组织。染色体是遗传物质，存在于细胞核内。每个人体细胞内含有23对染色体，它们大小各异。遗传信息贮存于染色体内的DNA分子中，也就是说，基因的化学本质是有遗传效应的DNA片段。每个DNA分子含有很多个基因，基因的复制就是通过DNA的复制来完成的。DNA通常以双螺旋型的双链存在，它的基本组成单元是四个碱基，即腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。DNA双链通过氢键按A—T、G—C的互补配对方式绞结在一起。上述四种碱基在DNA长链中的不

2、同排列组合，构成了一系列密码，在受精卵到个体形成的整个过程中起到调控作用，从而使得人类个体之间的特征千变万化，互相区别。人类基因组DNA中贮存着可供正常生存和遗传的信息，这些信息以基因、密码的形成排列组合在DNA分子之中，其中能够制造蛋白质的基因约有8万个。DNA由以碱基、核糖和磷酸构成的核苷酸长链组成，核苷酸排列方式叫序列，即一级结构。DNA序列中存在三种类型：单拷贝序列、中等程度重复序列和高度重复序列。重复序列就是一种序列在DNA分子中重复出现几百次、几千次、几万次甚至百万次，它们约占DNA总序列的3～4％。每个重复序列在300个核

3、苷酸长度之内，由于高度重复序列经超离心后，以卫星带出现在主要DNA带的邻近处，所以也被称为“卫星DNA”。卫星DNA中的重复序列单元则称为“小卫星DNA”。“小卫星DNA”具有高度的可变性，不同个体彼此不同。但“小卫星DNA”中有一小段序列则在所有个体中都一样，称为“核心序列”。如果把核心序列串联起来作为分子探针，与不同个体的DNA进行分子杂交，就会呈现出各自特有的杂交图谱，它们与人的指纹一样，具有专一性和特征性，因人而异，因此被称作“DNA指纹”(DNAfingerprint)。二、DNA指纹的特点概括起来说，DNA指纹具有以下三大特

4、点：1、多位点性高分辨率的DNA指纹图通常由15～30条带组成，看上去就像挂号信上的条码签一样。DNA指纹区中的绝大多数区带是独立遗传的。因此，一个DNA指纹探针能同时检测基因组中数十个位点的变异性。2、简单的遗传方式DNA指纹图中的区带是可以遗传的，这不同于人的指纹。DNA指纹区带遵循简单的孟德尔遗传方式。后代图中的每一条带都可以在双亲之一的图中找到，只有0.004的可能性，使子女中的一条带不能在其父母中的图中找到(基因自发突变的结果)。同一个体无病变的不同组织产生的DNA指纹图完全相同，并能在培养的细胞株中维持下去。需要说明的是，同

5、卵双胞胎的DNA指纹图完全相同。3、高度变异性不同的个体或群体有不同的DNA指纹图。一般选用任何一种识别四个碱基的内切酶，这种变异性就能表现出来。英国遗传学家杰弗里斯对白种人研究表明，两个随机个体具有完全相同的DNA指纹图的概率，为三千亿分之一(即3×10-11)。两个同胞个体具有相同图谱的概率也仅仅为二百万分之一(即2×10-6)。三、DNA指纹术的工作原理一般要通过以下几点来完成：1、将送检的各种生物学检样，如毛发、血痕、精斑、人体组织或白骨等，把其中所含的DNA提取出来。2、选用与探针配对的限制性核酸内切酶，在长链DNA位置上加以

6、切割，使分子量很大的DNA长链切短成许多长度不同的小片段。3、在胶板尺寸较长的凝胶电泳仪中，对酶解完全后的DNA片段进行电泳，各酶切片段就会按其长度大小在电场中进行分离。4、先用碱性溶液使凝胶板中分离开的双链DNA片段变性为单链片段，然后将凝胶板夹在尼龙膜中，使这些单链DNA片段印溃(blot-ting)，转移并永久性地固定在尼龙膜上。5、让放射性DNA探针与尼龙膜上的单链DNA片段进行分子杂交。6、用放射性胶片与尼龙薄膜叠放，尼龙膜上的放射性探针便会发出X射线使胶片曝光，从而使杂交有探针的长度不同的DNA片段位置显影在胶片上。这样的特

7、征DNA片段条状图谱，便是所谓的DNA指纹。四、DNA指纹术的应用由于DNA指纹提供了丰富的个体特异性遗传标记，因而在法医学鉴定中具有重要意义。其主要应用有以下几个方面：1、在刑事案件中的应用在法医学上，如果确定某人是嫌疑犯，则可提取其血样或毛发的DNA，做出DNA指纹，然后由犯罪现场残留的血、精液、唾液、痰液、毛发、骨骼或其他肉体成分提取的DNA指纹相对照。若两者一样，则称其指纹相配，证明该嫌疑犯就是作案的罪犯，反之则否。通常进行上述指纹相配的签定叫“配型”工作。在DNA指纹术见诸报道的第二年，即1986年的秋天，英国累斯特远郊的警察

8、拘捕了一名涉嫌先后奸杀两名少女的嫌疑犯。警方向杰弗里斯教授提供了从两名受害人身上采集到的精斑和阴道拭子。经过DNA指纹术分析后，杰弗里斯提出的鉴定报告是两名受害人处的精斑均来自同一人，但决非是已被拘捕的青年