DNA指纹技术的原理与应用
dna指纹技术的原理及其应用
DNA指纹技术的原理及其应用1. 引言DNA指纹技术是一种用于鉴定个体身份的重要工具。
它通过分析个体DNA中的特定区域进行比对,可以确定个体之间的遗传差异。
DNA指纹技术在刑事侦查、亲子鉴定、人类遗传学研究等领域具有广泛的应用价值。
2. DNA指纹技术的原理DNA指纹技术的核心原理是利用DNA序列的多态性进行鉴定。
在人类基因组中,存在着许多具有变异性的DNA序列,称为遗传标记或多态性DNA序列。
这些多态性DNA序列可以通过PCR(聚合酶链式反应)技术进行扩增,并通过凝胶电泳等手段进行检测。
DNA指纹技术主要包括以下几个步骤: - DNA提取:从样本(如血液、唾液、皮肤细胞)中提取DNA。
- PCR扩增:利用特定引物扩增目标DNA片段。
- 凝胶电泳:将PCR产物经过凝胶电泳分离。
- 加色:通过染色剂使DNA片段可视化。
3. DNA指纹技术的应用DNA指纹技术在各个领域中广泛应用,下面将分别介绍其在刑事侦查、亲子鉴定和人类遗传学研究中的应用。
3.1 刑事侦查在刑事侦查中,DNA指纹技术被广泛应用于犯罪嫌疑人的辨认和罪证的确立。
通过对现场留下的DNA样本进行提取和分析,可以与嫌疑人的DNA进行比对,从而确定是否有犯罪嫌疑人存在。
该技术的高度准确性和可靠性使其成为解决复杂刑事案件的重要手段。
3.2 亲子鉴定DNA指纹技术在亲子鉴定中具有重要的应用价值。
通过对父母和子女的DNA进行比对,可以确定两者之间的亲缘关系。
亲子鉴定对于解决争议性的亲属关系问题、维护家庭和谐、保护儿童权益等方面具有重要作用。
3.3 人类遗传学研究DNA指纹技术也被广泛应用于人类遗传学研究领域。
通过对不同个体之间的DNA序列进行比对和分析,可以研究人类遗传变异和演化规律,探索人类群体的起源和迁徙历史。
此外,DNA指纹技术还可以用于鉴定基因突变导致的遗传疾病,为疾病的诊断和治疗提供依据。
4. 结论DNA指纹技术以其高度准确性和可靠性在法医学、医学和科学研究等领域取得了重大突破。
dna指纹识别技术在法医鉴定中的应用实例
一、概述DNA指纹识别技术是20世纪末至21世纪初以来在法医学领域迅速发展的一项重要技术。
它通过对人体细胞中的DNA进行特定区域的分析,确定一个人的唯一DNA指纹图谱,为刑事案件的破案和亲子鉴定提供了可靠的科学依据。
本文将介绍DNA指纹识别技术在法医鉴定中的应用实例,以探讨其在破案和司法公正中的重要作用。
二、DNA指纹识别技术的基本原理1. DNA结构和特点DNA是存在于人体细胞核内的一种生物分子,其结构具有高度的稳定性和唯一性。
每个人的DNA序列都是独一无二的,如同人类的“生物密码”。
2. DNA指纹的提取和分析通过各种手段(如血液、唾液、头发等)从犯罪现场或亲子鉴定样本中提取DNA,然后使用聚合酶链式反应(PCR)和电泳技术对DNA 进行放大和分析,最终得到一个特定的DNA指纹图谱。
三、DNA指纹识别技术在刑事案件中的应用实例1. 破案实例1:1988年美国弗吉尼亚州的鲍德温案该案发生于1988年,受害者是一名19岁的女性。
警方在案发现场发现了凶手留下的一根头发,通过对头发样本的DNA分析,成功将凶手与案件通联起来,最终将其逮捕归案。
2. 破案实例2:1997年我国北京的杀人案1997年,北京发生了一起特大杀人案,案发现场留下了多处血迹和遗弃的作案工具。
通过对血迹和作案工具的DNA指纹鉴定分析,成功找到了嫌疑人的DNA信息,并最终将其绳之以法。
四、DNA指纹识别技术在亲子鉴定中的应用实例1. 实例1:亲子鉴定案在一起亲子鉴定案中,一名母亲怀疑自己的孩子被非法收养,并找到了曾经的亲生父亲进行亲子鉴定。
通过对母亲、孩子和疑似亲生父亲的DNA样本进行比对和分析,最终证实孩子的身份,并为其争取到合法权益。
2. 实例2:家庭寻亲案在一位失散多年的儿童寻亲案中,通过对失散儿童和疑似亲属的DNA 指纹进行比对和分析,最终成功找到了失散多年的亲人,实现了家庭团聚。
五、DNA指纹识别技术的发展与应用前景随着科学技术的进步和法医学领域的不断发展,DNA指纹识别技术已经成为法医学中不可或缺的一部分。
dna指纹技术的原理与应用论文
DNA指纹技术的原理与应用论文引言DNA指纹技术是一种通过比较个体DNA序列特征来进行鉴定和识别的方法。
它已经被广泛应用于诸如刑事调查、亲子鉴定、遗传研究等领域。
本文将介绍DNA指纹技术的原理以及其在实际应用中的价值。
DNA指纹技术的原理DNA指纹技术主要基于以下原理进行鉴定和识别: 1. DNA序列的唯一性:每个个体的DNA序列是独特的,除了一千万分之一的基因突变外,DNA序列是不可变的。
2. 特定DNA片段的选择性扩增:通过PCR扩增技术,可以选择性地扩增出特定的DNA片段,使其可以被检测。
3. DNA的电泳分离:通过DNA电泳技术,可以将扩增出的DNA片段按照大小进行分离。
DNA指纹技术的应用DNA指纹技术在各个领域都有着广泛的应用,以下是一些常见的应用案例: -刑事调查:DNA指纹技术可以通过对现场遗留的DNA进行鉴定,帮助警方追踪犯罪嫌疑人并解决案件。
- 亲子鉴定:通过比较亲子之间的DNA序列特征,可以确定亲子关系,为法院提供有效的证据。
- 遗传研究:DNA指纹技术可以帮助科学家进行遗传研究,揭示人类基因组的变异和遗传疾病的发生机制。
- 基因编辑:在基因编辑中,DNA指纹技术可以用来验证编辑后的DNA序列是否与预期一致,保证编辑的准确性。
DNA指纹技术的优势与局限性DNA指纹技术具有以下优势: - 高度敏感:DNA指纹技术可以从几个细胞中提取足够的DNA量进行分析,因此具有很高的敏感性。
- 高度特异性:每个个体的DNA序列是独特的,所以DNA指纹技术可以提供非常特异性的鉴定结果。
- 持久稳定:DNA序列是相对稳定的,在一定程度上可以保持其特征不变,因此可以长期保存。
然而,DNA指纹技术也存在一些局限性: - 样本污染:DNA指纹技术对样本的纯度要求较高,如果样本受到污染,可能会导致结果的不准确性。
- 样本数量限制:DNA指纹技术需要有足够的DNA量才能进行分析,如果样本数量过少,可能无法得到可靠的结果。
dna指纹法的原理及应用
DNA指纹法的原理及应用1. 简介DNA指纹法是一种通过比较个体之间的DNA序列差异来进行身份鉴定的技术。
它的原理是利用DNA序列的唯一性和稳定性来确定个体的身份,因为每个人的DNA序列都是独一无二的。
DNA指纹法经过多年的发展和改进,已经成为法医学、亲子鉴定、犯罪侦破等领域中最为可靠和有效的一种鉴定方法。
2. 原理2.1 核酸提取DNA指纹法的第一步是从样本中提取出目标个体的DNA。
通常使用的样本包括血液、口腔拭子、头发根等。
提取DNA的过程主要包括细胞破碎、溶解蛋白质、去除杂质等步骤,最终得到纯净的DNA。
2.2 PCR扩增提取到的DNA通常只有极少量,不足以进行分析。
因此,需要使用聚合酶链式反应(PCR)对DNA进行扩增。
PCR是一种能够在体外迅速扩增DNA片段的技术,可以将数量极少的DNA扩增至足够用于分析的数量。
2.3 DNA片段分析扩增后的DNA片段可以通过多种方法进行分析,如聚丙烯酰胺凝胶电泳、毛细管电泳、聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)等。
这些方法能够将DNA片段按照长度进行分离,生成DNA指纹图谱。
2.4 DNA指纹比对通过比对样本中的DNA指纹图谱,可以判断不同样本之间的相似性或差异性。
如果两个样本的DNA指纹图谱相同,那么它们很有可能来自同一个个体;如果两个样本的DNA指纹图谱不同,那么它们来自不同的个体。
3. 应用3.1 法医学在法医学中,DNA指纹法被广泛应用于犯罪侦破、鉴定遗骨、确认身份等方面。
通过对受害者、嫌疑犯等人体样本提取DNA,进行分析比对,可以帮助警方快速确认犯罪嫌疑人或者揭示未知身份的受害者。
3.2 亲子鉴定DNA指纹法在亲子鉴定中有着重要的应用。
通过对父母和子女的DNA进行比对,可以确定亲子关系。
这对于婴儿认养、亲属关系确认等方面具有重要作用。
3.3 医学研究DNA指纹法在医学研究中也有广泛的应用。
通过对不同人群的DNA指纹进行比对,可以研究不同基因型与特定疾病的关联性,探索遗传疾病的发病机制以及寻找新的治疗方法。
简述dna鉴定技术的原理及其应用
简述dna鉴定技术的原理及其应用
DNA鉴定技术,又称DNA指纹技术,是一种基于DNA序列差异的鉴定方法。
它的原理是通过比较被鉴定者和参考样本的DNA序列,确定它们之间的相似性和差异性,从而判断它们是否属于同一人或同一物体,以及它们之间的亲缘关系。
DNA鉴定技术的应用非常广泛,主要包括以下几个方面:
1. 刑事司法鉴定:DNA鉴定技术在破案和定罪方面发挥着重要作用。
通过对犯罪现场留下的生物样本,如血迹、唾液、精液等进行DNA 鉴定,可以确定罪犯的身份,提供有力的证据。
2. 亲子鉴定:DNA鉴定技术可以通过比较父母和子女之间的DNA 序列,确定它们之间的亲缘关系,如父子、母子、兄弟姐妹等。
3. 古人类学研究:DNA鉴定技术可以通过对古人类化石和遗骸中的DNA进行分析,推断人类进化和迁徙的历史,以及不同人种之间的亲缘关系和遗传变异等。
4. 医学诊断和治疗:DNA鉴定技术可以用于诊断遗传性疾病和癌症等疾病,也可以用于确定药物治疗方案和监测疾病进展情况。
DNA鉴定技术的实现需要经过一系列的步骤,包括DNA提取、PCR扩增、电泳分离和序列比对等。
其中,PCR扩增是关键的步骤之一,它可以将DNA样本中的特定区域扩增到足够的数量,以便
进行后续的分析。
电泳分离可以将扩增产物按照大小分离出来,形成DNA条带图谱,从而比较不同样本之间的差异。
序列比对则是将不同样本的DNA序列进行比较,确定它们之间的相似性和差异性。
总的来说,DNA鉴定技术是一种高精度、高可靠性的鉴定方法,已经成为现代生命科学和法律科学的重要工具之一。
它为社会公正和人类健康发展提供了有力的支持。
DNA指纹技术及其应用
DNA指纹技术及其应用一、什么是DNA指纹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。
DNA中脱氧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”(DNA fingerprint)。
二、DNA指纹的特点1.特异性:研究表明,两个随机个体具有相同DNA图形的概率仅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)。
如果同时用两种探针进行比较,两个个体完全相同的概率小于5×10-19。
全世界人口约50亿,即5×109。
因此,除非是同卵双生子女,否则几乎不可能有两个人的DNA指纹的图形完全相同。
2.遗传性:DNA是人的遗传物质,其特征是由父母遗传的,DNA指纹区带遵循简单的孟德尔遗传方式。
分析发现,DNA•指纹图谱中几乎每一条带纹都能在其双亲之一的图谱中找到,只有0.4%的可能性,子女中的一条带在其父母中的图中不能找到(基因突变的结果)。
3.稳定性:即同一个体无病变的不同组织,如血液、•肌肉、毛发、精液等产生的DNA 指纹图形完全一致。
4.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。
简述dna指纹的原理及其应用
简述DNA指纹的原理及其应用1. DNA指纹的原理DNA指纹是一种通过比较DNA序列的方法,将个体的DNA样本与其他个体的DNA样本进行区分和识别的技术。
其原理基于下面几个关键步骤:1.1 DNA提取首先,从样本中提取出DNA。
常用的样本包括血液、口腔拭子、头发、唾液等。
提取DNA的方法通常采用蛋白酶、溶剂等物质将细胞壁破坏,并使用离心等技术将DNA从细胞中提取出来。
1.2 PCR扩增接下来,使用聚合酶链反应(PCR)对DNA进行扩增。
PCR是一种可以在体外迅速复制DNA片段的技术,通过多次循环反应使得少量的DNA片段迅速增加至足够数量用于后续分析。
1.3 酶切然后,使用限制性内切酶切割扩增得到的DNA片段。
限制性内切酶是一种可以识别并切割特定DNA序列的酶,不同的酶具有不同的酶切位点。
1.4 凝胶电泳将经过酶切的DNA片段通过凝胶电泳分离。
凝胶电泳是一种基于DNA片段的长度差异将其分离的技术。
在电场的作用下,DNA片段会在凝胶上进行迁移,根据片段大小的不同,迁移速度也不同。
1.5 探针杂交与检测最后,使用适当的DNA探针对分离得到的DNA片段进行杂交检测。
DNA探针是与目标DNA序列互补的DNA片段,通过与目标DNA序列发生特异性杂交,来检测目标DNA序列的存在与否。
2. DNA指纹的应用DNA指纹技术具有高度的准确性和唯一性,因此广泛应用于以下领域:2.1 刑事司法在刑事司法领域,DNA指纹技术被广泛应用于犯罪侦破和司法鉴定。
通过对犯罪现场、嫌疑犯或受害者的DNA进行比对,可以确定嫌疑犯的身份,确认罪犯或无辜者,为法庭提供有力的证据。
2.2 亲子鉴定DNA指纹技术可以用于亲子鉴定。
通过比对父母和子女之间的DNA序列,可以确定亲子关系的真实性。
亲子鉴定在民事案件、遗产继承和收养等方面有重要的应用。
2.3 遗传疾病诊断与预防DNA指纹技术可用于遗传疾病的诊断和预防。
通过分析个体的DNA序列,可以检测到一些遗传性的疾病风险,提前采取适当的预防措施,减少疾病的发生。
dna指纹名词解释
DNA指纹名词解释1. 引言DNA指纹是一种针对个体的特定DNA序列进行分析的技术,可用于识别个人身份、确定亲子关系、破解罪案等。
本文将详细解释DNA指纹的定义、原理、应用以及优缺点等相关内容。
2. DNA指纹的定义DNA指纹是DNA序列的一种特征模式,通过分析DNA的多态性位点来进行识别和比对。
DNA指纹是个体间DNA序列的差异性,与人类每个个体具有唯一的DNA序列一样。
DNA指纹通常由DNA分析技术得出,其结果以特定的字符串表示,被称为DNA 指纹图谱。
3. DNA指纹的原理DNA指纹的原理基于DNA的两个特征:遗传稳定性和多态性。
遗传稳定性指的是个体DNA序列在遗传传递过程中基本保持不变,因此DNA指纹可用于确定亲子关系。
多态性指的是DNA序列中存在大量变异位点,这些位点的差异可以用于个体识别。
DNA指纹分析的步骤主要包括DNA提取、DNA扩增、PCR产物分析和电泳分析。
首先,从样本中提取DNA,通常使用血液、唾液或者毛发等。
然后,使用聚合酶链反应(PCR)技术对DNA进行扩增,选择特定的位点进行扩增。
接下来,通过电泳技术将扩增产物进行分离,并通过染色剂对不同长度的DNA片段进行染色。
最后,通过与基因座库中的DNA指纹图谱进行比对,确定个体的DNA指纹。
4. DNA指纹的应用4.1 个体识别DNA指纹是一种有效的个体识别方式,可用于刑事调查、人员鉴定等领域。
通过与数据库中的DNA指纹图谱进行比对,可以确定个体的身份,从而为司法系统提供准确的证据。
4.2 亲子鉴定DNA指纹在亲子鉴定中发挥着重要作用。
通过比对儿童与父母的DNA指纹,可以确定亲子关系。
这对于解决争议的亲子鉴定案件、调解家庭纠纷等具有重要意义。
4.3 疾病诊断和预测DNA指纹也可用于疾病的诊断和预测。
某些遗传病和病态突变与特定的DNA序列有关,通过分析DNA指纹,可以帮助医生确定疾病的患病风险,提供个性化的治疗方案。
4.4 品种鉴定和物种鉴别DNA指纹不仅可以用于个体识别,还可以用于品种鉴定和物种鉴别。
dna指纹名词解释
DNA指纹1. 引言DNA指纹是一种用于确定个体身份的分子生物学技术,它通过分析DNA序列的特征来识别个体之间的差异。
DNA指纹在法医学、遗传学、人类学等领域具有广泛的应用,被广泛认可为一种高度可靠且准确的身份鉴定方法。
2. DNA结构和功能DNA(脱氧核糖核酸)是一种双链螺旋结构,由四种碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳞状嘧啶)组成。
这些碱基以特定的顺序排列在DNA链上,形成了一个独特的序列。
这个序列决定了个体的遗传信息和特征。
DNA具有两个主要功能: - 遗传信息传递:DNA通过遗传物质的方式将父母的基因信息传递给后代。
- 蛋白质合成:DNA编码了合成蛋白质所需的信息,通过转录和翻译过程将这些信息转化为功能性蛋白质。
3. DNA指纹技术原理DNA指纹技术基于DNA序列的特异性和稳定性,通过分析DNA中的特定区域或基因座上的多态性来识别个体之间的差异。
这些多态性可以是单核苷酸多态性(SNP)、短串联重复序列(STR)或变异数目(VNTR)等。
DNA指纹技术主要包括以下步骤: 1. DNA提取:从样本中提取目标个体的DNA,常用方法有血液、口腔拭子、头发根等。
2. PCR扩增:利用聚合酶链式反应(PCR)扩增目标基因座上的DNA片段,使其数量增加到足够进行分析。
3. 凝胶电泳:将PCR扩增产物经过凝胶电泳分离,根据片段大小进行分离。
4. 杂交探针检测:使用特异性探针与目标序列杂交,通过化学或放射性方法检测探针与目标序列的结合情况。
5. 数据分析:通过比较不同个体在特定基因座上的DNA片段长度或序列差异来确定个体之间的差异。
4. 应用领域4.1 法医学在法医学中,DNA指纹技术被广泛应用于犯罪嫌疑人的身份鉴定、遗传关系鉴定和证据分析等方面。
通过比对犯罪现场的DNA样本与嫌疑人的DNA样本,可以确定是否存在匹配,从而为司法机关提供可靠的证据。
4.2 亲子鉴定DNA指纹技术在亲子鉴定中起着重要作用。
dna指纹法的原理和应用
DNA指纹法的原理和应用1. 原理1.1 DNA结构•DNA(脱氧核糖核酸),是存在于细胞中的分子,携带着生物体的遗传信息。
•DNA由核苷酸组成,核苷酸由糖分子、碱基和磷酸分子组成。
•碱基包括腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C),它们通过氢键相互配对,A与T配对,G与C配对。
这种配对方式保证了DNA的稳定性。
1.2 DNA指纹原理•DNA指纹是利用DNA序列上存在的特异性位点来对不同的个体进行鉴定和区分的一种技术。
•DNA指纹技术的基本原理是通过PCR(聚合酶链反应)扩增目标DNA区域,并使用凝胶电泳分离DNA片段,进而进行分析和比对。
•DNA指纹的特异性来自于DNA序列的多样性,即每个个体的DNA序列都是独特的,除了近亲之间可能存在相似性。
1.3 DNA指纹技术的步骤1.提取DNA:从样本(如血液、唾液等)中提取目标DNA。
2.PCR扩增:使用特定引物扩增目标DNA区域。
3.凝胶电泳:将PCR产物进行凝胶电泳分离。
4.可视化:通过染色或荧光标记等方式使DNA片段可视化。
5.分析和比对:将不同个体的DNA指纹进行比对分析,确定是否匹配。
2. 应用2.1 刑事司法领域•个人鉴定:用于刑事案件中对疑犯和案发现场进行DNA比对,帮助确定是否存在嫌疑。
•父子亲子关系鉴定:通过与父母的DNA指纹进行比对,确定个体与其父母之间的亲子关系。
•强奸案件破案:在强奸案件中,通过收集嫌疑犯和受害者的DNA进行比对,从而找到凶手。
2.2 医学领域•遗传病诊断:通过比对患者和家属的DNA指纹来确定遗传病的来源和携带者。
•种族学研究:通过比对不同种族群体的DNA指纹,研究人类的起源和种族间的遗传关系。
2.3 人类进化研究•人类祖先研究:通过比对现代人与古人的DNA指纹,揭示现代人类的进化过程和人类祖先的起源。
2.4 遗传学研究•基因组学研究:通过大规模DNA指纹比对,研究基因的分布、突变和功能。
结论DNA指纹法是一种非常重要和广泛应用的分子生物学技术,它通过比对不同个体的DNA序列上的特异性位点,能实现对个体的鉴定和区分。
DNA指纹技术在刑侦工作中的应用
DNA指纹技术在刑侦工作中的应用近年来,随着科技的不断发展,DNA指纹技术在刑侦工作中的应用日益广泛。
DNA指纹技术作为一种高度准确可靠的身份鉴定手段,已经成为刑侦工作的重要工具之一。
本文将从DNA指纹技术的原理、应用领域以及对刑侦工作的影响等方面进行探讨。
首先,我们来了解DNA指纹技术的原理。
DNA是构成遗传信息的基本单位,每个人的细胞核内都包含了大量的DNA序列。
DNA指纹技术利用了每个人的DNA序列是独一无二的这一特点,通过提取样本中的DNA,通过PCR扩增和电泳分离等手段获得DNA的指纹图谱。
然后,通过比对被鉴定样本与可能的来源样本的DNA序列,确定是否存在匹配。
通过分析匹配结果,可以确定被鉴定样本与来源样本之间的关系,从而达到身份鉴定的目的。
DNA指纹技术在刑侦工作中的应用广泛。
首先,DNA指纹技术可以应用于犯罪现场的分析,通过提取犯罪现场留下的生物物证,如血迹、唾液等,获得犯罪者的DNA指纹。
与嫌疑人或团伙成员的DNA指纹进行比对,可以从众多的嫌疑人中快速准确地确定作案者。
其次,DNA指纹技术可以应用于未解决案件的侦破。
通过对未解决的冷案进行DNA指纹分析,可以找到与现有数据库中的DNA指纹匹配的嫌疑人或可能的关联线索,推动冷案的侦破工作。
此外,DNA指纹技术也可以应用于证明嫌疑人的无辜,排除错误的犯罪嫌疑人。
通过与犯罪现场的DNA指纹比对,可以证明嫌疑人与案件无关,避免冤假错案的发生。
DNA指纹技术的应用在刑侦工作中带来了巨大的影响。
首先,它大大提高了刑侦工作的效率。
传统的调查方法可能需要耗费大量的人力物力,而DNA指纹技术能够快速准确地确定嫌疑人的身份,大大节省了调查时间和资源成本。
其次,DNA指纹技术的应用提高了刑侦工作的准确性和可靠性。
与传统的指纹、鞋印等鉴定比对方法相比,DNA指纹技术的结果更为精准,误判的概率更低,可以更好地帮助警方追踪和确定犯罪嫌疑人。
此外,DNA指纹技术也可以为无辜者洗脱嫌疑,确保司法的公正和正义。
dna指纹鉴定原理
dna指纹鉴定原理《DNA指纹鉴定原理》DNA指纹鉴定是一种现代生物学技术,通过比对DNA分子上特定的序列,可以确定一个个体的独特基因组。
这项技术已经在法医学、犯罪侦查、亲子鉴定等领域得到广泛应用。
DNA指纹鉴定的原理是基于每个人身体细胞中包含的DNA序列的绝对独特性。
DNA(脱氧核糖核酸)是构成所有生物的遗传物质。
人体的每个细胞中都含有DNA,其中包含了一个个体的全部遗传信息。
在人类基因组中,大部分DNA序列是相似或相同的,但也存在一些特殊序列,在不同的个体之间表现出高度变异性。
这些特殊的DNA序列可以用来确定个体的身份,就如同人类的指纹一样。
DNA指纹鉴定的过程包括DNA提取、DNA扩增、分析和比对等步骤。
首先,需要从样本中提取出DNA。
样本可以是血液、唾液、头发、皮肤细胞等。
提取后,通过PCR(聚合酶链式反应)技术扩增特定的DNA序列。
PCR是一种能够在体外扩增DNA的方法,通过热循环反应,可以在短时间内产生大量目标DNA序列。
在扩增后,需要对扩增产物进行分析。
常用的分析方法有凝胶电泳和DNA测序。
凝胶电泳通过将DNA分子在凝胶板上经电场分离,根据DNA分子大小的差异形成不同的条带。
DNA测序则是一种能够确定DNA序列的方法,通过测定扩增产物中每个碱基的排列顺序,从而得到DNA的具体序列。
最后,需要将待鉴定的DNA样本与已知的DNA序列进行比对,判断是否匹配。
比对时,通常选择多个不同特征位点的DNA序列,以提高鉴定结果的可靠性。
相同序列的出现概率极低,所以一旦找到匹配的DNA序列,就可以确定两个样本来自同一个个体或同一亲缘关系。
DNA指纹鉴定的原理是基于人类DNA序列的个体特异性。
每个人的DNA序列都是独特的,就如同指纹一样。
通过对特定的DNA序列进行扩增、分析和比对,可以高度准确地确定个体的身份或亲缘关系,为现代科学和法医学提供了强有力的工具。
dna指纹技术的应用原理
DNA指纹技术的应用原理什么是DNA指纹技术?DNA指纹技术是一种用于个体辨识的分析方法,通过比较个体DNA中的特定区域序列,可以确定个体的身份或亲缘关系。
这项技术在刑事侦查、鉴定亲属关系、遗传学研究等领域具有广泛的应用。
DNA结构与分析方法作为遗传物质,DNA是由四种碱基(腺嘌呤,鸟嘌呤,胸腺嘧啶和鳞嘌呤)构成的双螺旋结构。
每个碱基可以与对应的碱基形成互补配对,腺嘌呤和鸟嘌呤之间形成两个氢键,胸腺嘧啶和鳞嘌呤之间形成三个氢键。
这种稳定的互补配对关系使得DNA在复制过程中能精确复制基因信息。
在DNA指纹技术中,常用的分析方法包括PCR扩增、限制性酶切以及凝胶电泳等。
PCR扩增PCR扩增(聚合酶链式反应)是DNA指纹技术的核心步骤之一。
这项技术通过复制DNA特定区域的序列,使这些序列得以扩增到大量数量,以便进行后续的分析。
PCR扩增分为三个步骤:变性、退火和延伸。
在变性步骤中,DNA双链被加热分离为两条链;退火步骤中,低温条件下引入引物,使其与待扩增区域的DNA序列互补结合;在延伸步骤中,通过加入DNA聚合酶和四种碱基等反应物,使引物向前延伸并扩增待测序列。
通过多次循环以上三个步骤,便可扩增出大量的目标序列。
限制性酶切限制性酶切是指将特定酶切割DNA分子的技术。
这些酶可以识别特定DNA序列,并在该序列上切割。
在DNA指纹技术中,使用不同的限制性酶对DNA样本进行切割,生成一系列特定长度的DNA片段。
不同个体的DNA序列存在差异,因此切割后的DNA片段长度也会有所不同。
凝胶电泳凝胶电泳是一种常用的分离技术,可以将DNA片段根据其大小进行分离。
此法是通过将DNA样本加载到琼脂糖凝胶中,然后施加电压使DNA片段在凝胶中迁移。
由于DNA分子带电,会被电场吸引,较小的片段会移动得更快,较大的片段则移动得较慢。
通过和已知长度DNA片段的比对,可以确定未知DNA样本的分子大小。
DNA指纹技术的应用DNA指纹技术在刑事侦查、亲子鉴定、疾病遗传研究等方面具有广泛的应用。
DNA指纹解密身份的关键
DNA指纹解密身份的关键DNA指纹是一种独特的遗传标记,可以用于确定个体的身份。
DNA 指纹解密身份的关键在于对DNA序列进行分析和比对,通过与数据库中已知的DNA样本进行比对,可以确定一个人的身份。
本文将介绍DNA 指纹的原理、应用以及解密身份的关键。
DNA指纹的原理DNA指纹是通过分析DNA序列中的特定区域来确定个体的遗传信息。
这些特定区域被称为核苷酸多态性位点(polymorphic loci),它们在不同个体之间存在差异。
常用的核苷酸多态性位点包括短串联重复序列(short tandem repeats, STRs)和单核苷酸多态性位点(single nucleotide polymorphisms, SNPs)。
STRs是由2-6个核苷酸重复单元组成的序列,在人类基因组中广泛存在。
不同个体之间,这些STRs的重复次数会有所不同,因此可以用来区分个体。
SNPs是基因组中单个核苷酸发生变异的位置,它们在人群中的频率较高,也可以用来确定个体的遗传信息。
DNA指纹的应用DNA指纹在法医学、亲子鉴定、犯罪侦查等领域有着广泛的应用。
下面将介绍DNA指纹在这些领域的具体应用。
法医学DNA指纹在法医学中被广泛应用于痕迹鉴定和身份确认。
通过对现场留下的血液、唾液、头发等生物样本进行DNA分析,可以确定嫌疑人或受害者的身份。
这对于破解未解之谜、还原真相具有重要意义。
亲子鉴定DNA指纹可以用于确定亲子关系。
通过对父母和子女的DNA进行比对,可以确定是否存在亲子关系。
这对于解决争议、维护家庭稳定具有重要意义。
犯罪侦查DNA指纹在犯罪侦查中起到了至关重要的作用。
通过对现场留下的生物样本进行DNA分析,可以确定嫌疑人的身份。
这对于破案、保护社会安全具有重要意义。
DNA指纹解密身份的关键DNA指纹解密身份的关键在于对DNA序列进行分析和比对。
下面将介绍DNA指纹解密身份的关键步骤。
DNA提取首先需要从样本中提取出DNA。
dna印迹的原理及应用
DNA印迹的原理及应用1. DNA印迹的原理DNA印迹,也被称为DNA指纹,是一种基于DNA序列的个体识别技术。
它基于每个个体的DNA序列都是独特的原理,通过提取DNA样本,并对其进行特定的分析,可以得到一个独特的DNA印迹。
DNA印迹的原理主要包括以下几个步骤:1.DNA提取:首先,从样本中提取DNA。
样本可以是血液、口腔拭子、毛发等。
2.DNA扩增:将提取的DNA进行扩增,常用的方法有聚合酶链反应(PCR)。
通过PCR扩增,可以得到大量的DNA片段。
3.DNA分离:将扩增后的DNA片段进行分离。
常用的分离方法包括凝胶电泳,通过凝胶电泳,可以将DNA片段按照大小进行分离。
4.DNA探针杂交:将特定的DNA探针与分离的DNA片段进行杂交。
探针通常是富含变异位点的短DNA片段。
杂交过程中,探针与目标DNA片段互补配对。
5.DNA探针检测:通过特定的方法,如放射性探针或荧光探针,检测杂交的DNA探针。
根据探针的信号强度和位置,可以得到一个独特的DNA印迹。
2. DNA印迹的应用DNA印迹技术由于其高度的准确性和可靠性,被广泛应用于以下领域:2.1 刑事司法DNA印迹在刑事司法领域具有重要的应用价值。
它可以被用来确认犯罪嫌疑人或解决未决案件。
当一起犯罪案件发生时,可以从犯罪现场收集到一些生物样本,如血液、唾液等,通过DNA印迹技术进行分析,与嫌疑人的DNA进行比对,以确定是否存在匹配。
2.2 亲子鉴定DNA印迹在亲子鉴定方面也有广泛的应用。
通过对父母和子女的DNA进行比较,可以准确地判断亲子关系,避免了传统的亲子鉴定方法可能带来的误差和争议。
2.3 人类遗传学研究DNA印迹技术在人类遗传学研究中有着重要的作用。
通过对大量个体的DNA样本进行分析,可以研究人类群体的遗传结构和进化历史。
此外,DNA印迹还可以用于人群的医学和疾病研究,帮助寻找与特定疾病有关的DNA变异。
2.4 动物遗传学研究DNA印迹技术在动物遗传学研究中也具有重要意义。
DNA指纹技术在刑事侦查中的应用
DNA指纹技术在刑事侦查中的应用DNA指纹技术是一种通过分析个体DNA序列的方法,被广泛应用于刑事侦查领域。
这一技术的出现,为破解无头绪的刑事案件提供了有力的手段。
本文将探讨DNA指纹技术在刑事侦查中的应用,并介绍其原理、优势以及关键问题。
一、DNA指纹技术的原理DNA指纹技术是基于人类每个细胞核内都包含有相同的DNA序列这一基本事实而开发出来的。
它通过分析DNA中的特定区域,检测不同个体之间的DNA序列差异。
这些特定区域被称为多态性位点,它们的变异频率极低,几乎可以视为每个人特有的"指纹"。
二、DNA指纹技术在刑事侦查中的应用1.鉴定嫌疑人DNA指纹技术可以通过比对犯罪现场或受害者体内提取的DNA样本与嫌疑人的DNA进行比对,确定是否与嫌疑人存在匹配关系。
这为刑事侦查提供了直接而可靠的证据,有效地帮助司法机构缩小嫌疑人范围。
2.确认物证来源在犯罪现场,警方常常会发现一些生物痕迹,如血迹、唾液、汗液等。
通过提取这些物证中的DNA样本并进行分析比对,可以快速准确地确认这些物证的来源。
这可以排除无关人员的嫌疑,缩小调查范围,提高侦破效率。
3.解决无头绪案件在一些复杂的刑事案件中,往往缺乏直接的证据和线索。
而DNA指纹技术通过对物证的DNA样本进行分析,可以在事实面前揭示真相,帮助侦查人员突破无头绪的案件。
三、DNA指纹技术的优势1.高度准确DNA指纹技术的准确性非常高,可以达到百分之99以上。
这使得DNA指纹成为一种极为可靠和有力的证据,为司法机关提供了强有力的依据。
2.非常敏感只需极少量的DNA样本,就可以进行分析比对。
这使得DNA指纹技术非常适用于特定物证、千里之外的嫌疑人,甚至是几十年前的冷案。
3.广泛适用DNA指纹技术适用于各种类型的生物样本和物证,如血液、唾液、头发、骨骼等。
这为刑事侦查提供了更多的选择空间,为案件破解打开了更多的可能性。
四、DNA指纹技术面临的关键问题1.隐私保护DNA指纹技术的应用会涉及到个人隐私,因此隐私保护是一个重要的问题。
DNA指纹技术的原理和应用
DNA指纹技术的原理和应用DNA指纹技术是一种通过分析DNA序列的方法,用于识别个体之间的差异和关系。
这项技术的原理是基于每个个体的DNA序列都是独特的,而且DNA序列与亲属间存在遗传上的联系。
通过分析DNA序列的差异,可以确定个体之间的亲缘关系、犯罪嫌疑人的身份以及其他相关信息。
DNA指纹技术的原理基于DNA的结构和功能。
DNA是一种双螺旋结构的分子,由四种碱基(腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶)的不同排列组成。
这些碱基的顺序决定了DNA的信息。
DNA指纹技术利用了DNA序列在个体间的差异,主要通过两个步骤实现:DNA提取和DNA分析。
首先,DNA提取是从生物样本中获取DNA的过程。
常见的DNA样本有血液、唾液、头发、皮肤细胞等。
DNA提取的方法包括细胞裂解、蛋白质酶处理、酒精沉淀等步骤。
通过这些步骤,可以从样本中获得纯净的DNA。
其次,DNA分析是对提取得到的DNA进行处理和分析的过程。
DNA分析的方法主要包括PCR(聚合酶链反应)和电泳。
PCR是一种可以扩增DNA特定片段的技术,通过PCR扩增,可以获得足够多的目标DNA片段,以便进行下一步的分析。
而电泳是一种将DNA片段根据大小进行分离的方法。
通过电泳,可以根据DNA片段的大小,将其分隔成不同的带状图案,来识别DNA的特征。
DNA指纹技术的应用非常广泛,尤其在刑事侦查和法医科学领域有着重要的作用。
下面将介绍一些常见的应用。
首先,DNA指纹技术可以用于犯罪侦查。
当一起犯罪案件发生时,留在现场的血液、唾液等DNA样本可以通过DNA指纹技术进行分析。
通过与嫌疑人或已知DNA数据库的比对,可以确定是否有与嫌疑人相匹配的DNA。
这样可以帮助警方确定犯罪嫌疑人的身份,提供有力的证据。
其次,DNA指纹技术可以用于亲子鉴定。
根据亲子关系的特点,通过比对父母与子女的DNA指纹,可以准确判断亲子关系。
这对于解决争议和确认孩子的父母身份有着重要的意义。
DNA指纹技术还可以用于寻找失踪人口或确定遗体的身份,通过与家属的DNA进行对比,可以找到失踪人口或确认遗体身份。
什么是人类的DNA指纹
什么是人类的DNA指纹人类的DNA指纹是指在人类体内的细胞核DNA上存在的一段特定序列,可用于确定个体身份或进行亲缘关系的鉴定。
DNA指纹是由特定的DNA序列重复单元组成的,在个体之间具有高度的差异性和唯一性,因此可以作为独特的身份标识。
DNA指纹技术的原理是基于多态性DNA序列的检测。
DNA序列重复单元一般由2-13个碱基对组成,不同个体之间的重复单元数目和重复单元序列的排列均不相同。
通过特定的实验方法,可以扩增这些DNA重复单元,然后使用凝胶电泳等技术,将扩增产物分离,形成一系列独特的DNA条带图谱,即DNA指纹图谱。
根据DNA指纹图谱的特征,可以确定个体的身份或者推测亲缘关系。
DNA指纹的应用非常广泛,主要体现在刑事侦查、亲子鉴定和人类遗传学研究等领域。
在刑事侦查中,通过提取犯罪现场的DNA样本,并与嫌疑人进行比对分析,可以确定是否存在嫌疑人的DNA,从而帮助破案。
在亲子鉴定中,通过比较父母和子女的DNA指纹,可以明确亲子关系,解决了一些亲子纠纷。
在人类遗传学研究中,通过对不同族群和个人的DNA指纹进行分析,可以揭示人类种群的进化历史、亲缘关系及基因遗传规律。
DNA指纹作为一种科学技术手段,其可靠性和精确性得到了广泛的认可。
由于个体之间的DNA指纹差异非常大,因此几乎不可能发生两个不同个体具有相同的DNA指纹。
同时,DNA指纹的分析过程严格控制,操作规范,并且在不同实验室之间具有可重复性和可比性。
因此,DNA指纹在司法和科学研究领域得到了广泛应用和认可。
然而,DNA指纹也存在一定的局限性。
首先,DNA指纹技术并不能提供个体的详细信息,只能确定个体身份或亲缘关系,对于其他个体特征的确定无能为力。
其次,由于DNA指纹技术的复杂性和专业性,需要经过专门的实验室和设备进行操作和解读,所以成本较高,无法在所有场景下广泛应用。
此外,个体DNA指纹的保密性和隐私性也需要得到重视和保护,以免被滥用或侵犯个人权益。
DNA指纹技术
二、DNA指纹图谱的构建
• 国外在20世纪70年代发展起来的DNA片段分析技术—— 限制性片段长度多态性标记(RFLP)在许多领域都有成功 的应用,也常用于构建各种DNA指纹图谱。
• 但目前人们已普遍感到RFLP方法技术步骤繁琐费时费力, 应用不便。自20世纪80年代中期PCR技术诞生以来,因其 操作简便、不需使用同位素、灵敏度高、特异性强等优点, 迅速被用于相关领域。从常规PCR发展而来的应用随机引 物扩增的随机扩增多态性DNA标记或称任意引物PCR 解决 了未知特异DNA序列的情况下检测DNA的多态性。RAPD 技术目前广泛用于中药DNA指纹图谱的构建,在目前绝大 多数药用动植物DNA序列还未知的情况下,RAPD技术具 有广阔的应用前景。
第一个DNA指纹
• 早在1984年,英国莱斯特大学的遗传学家Jefferys及 其合作者首次通过DNA分子生物学实验方法获得了一系 列可以在胶片上看到的图纹,这些图纹极少有两个人完全 相同,故称为“DNA指纹”,意思是它与人的指纹一样是 每个人所特有的。
• 人类历史上第一个用DNA指纹破案的例子也是由 Jefferys参与完成的。在1986年的一起发生在英国列 斯特郡的奸杀案中,Jefferys使用DNA指纹成功的证明 了当时一名嫌疑男子并非真正凶手。
遗传学家Jefferys和第一张DNA指 纹
• 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、密码的形式排列组合在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 占DNA总序列的3%-4%。每个重复序列在300个核苷 酸长度之内。由于高度重复序列经超速离心后以卫星带出 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”。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
DNA指纹技术的原理与应用生物技术1001班,谢晓梅,0306100209摘要:随着分子生物学和遗传性的迅速发展,遗传多态性的研究已经从形态水平深入到分子水平。
DNA指纹技术是分子生物学中一种新技术,它是从分子水平区别不同种类生物之间以及同种生物之间差异的重要手段,为DNA多态性的研究提供了便利的技术手段,同时在法医学、医学、遗传育种、物种进化等方面得到广泛应用。
本文综述了DNA多态性研究与DNA指纹技术的基本原理、具体分析技术、应用以及前景等。
关键词:DNA多态性;DNA指纹图谱;原理;技术;应用1.DNA指纹技术的原理1.1.DNA的多态性多态性是指在一个生物群体中,同时和经常存在两种或者多种不连续的变异型或基因型或等位基因,也称之为遗传多态性。
每一个个体在遗传上的不同不仅表现在基因产物上,其本质是DNA水平上的差异。
一般是由于DNA分子中不编码蛋白质的区域和没有重要调节功能的区域发生了中立突变,这些突变构成的DNA变异,在群体中如果大于10%,则称为DNA分子水平的遗传多态性,简称DNA多态性。
1.1.1DNA多态性的发现1980年,Wyman和White在人DNA文库中的随机片段中分离到一个可揭示DNA多态性的高变重复序列。
随后,1985年,Jeffrey 等用人肌红蛋白基因内含子中33bp的核心序列的高变重复序列片段做探针,获得了好像人的指纹一样具有高度特异的DNA“指纹图”,并首次用于亲子鉴定中,为DNA多态性应用与法医学等领域开辟了新纪元,也促进了DNA多态性的更广泛更深入的研究。
1.1.2 DNA多态性的分类DNA多态性包括DNA片段长度多态性、DNA重复序列多态性和单核苷酸多态性。
1.1.2.1DNA片段长度多态性(FLP)DNA片段长度多态性,即由于单个碱基的缺失、重复和插入所引起限制性内切酶位点的变化,而导致DNA酶切片段长度的变化,又称为限制性片段长度多态性,这是一类比较普遍的多态性。
1.1.2.2DNA重复序列多态性(RSP)DNA重复序列的多态性,特别是短串联重复序列,如小卫星DNA和微卫星DNA,主要表现在重复序列拷贝数的变异。
小卫星DNA,又称可变数目的串联重复序列(VNTR),由15-65bp的基本单位串联而成,总长通常不超过20kb,重复次数在人群中是高度变异的,VNTR决定了小卫星DNA长度的多态性。
微卫星DNA,又称简单重复序列(SSR),其基本序列只有1-8bp,通常只重复10-60次。
1.1.2.3单核苷酸多态性(SNP)单核苷酸多态是指由单个核苷酸替代、插入或缺失而形成的分子多态性,有时也包括由多个核苷酸插入或缺失造成的点突变,SNPs是人类基因组中最常见、分布最广泛DNA多态性类型,人类基因组中总共有300万个SNP,平均每1000个碱基中就有一个SNP。
SNP是一种双等位基因形式的多态性;而微卫星DNA是多等位基因形式的多态。
DNA芯片技术的建立使人们有可能迅速大量搜寻SNP,而人类基因组中SNP的数量远远多于微卫星多态,相当一部分SNP还直接或间接与个体间的表型差异、人类对疾病的易感性或抵抗力相关,这使人们重新认识到检测SNP更为重要。
1.2.DNA指纹技术1.2.1 DNA指纹图谱的产生1980年,Wyman与WhiteL21在人类基因组DNA的研究中发现了一个高度变异位点。
1982年,Bell等发现并证实了高度多态区域串联着重复的短序列单位,重复单位数目的差异导致了这种高度的可变性,称之为小卫星。
1985年,英国莱斯特大学遗传系的Jeffrey 等用人的肌红蛋白基因内含子高变区重复序列的核心作为探针,从人的基因库中筛选出8个小卫星的重组克隆。
尽管这8个小卫星的重复单位的长度(16~64bp)和序列不完全相同,但都含有一段相同的核心序列。
他们用小卫星33.15做探针,与人基因组酶切片段进行Southern杂交,在低严谨条件下杂交产生由10多条带组成的杂交图谱,不同个体杂交图谱上,产生的带的位置是千差万别的。
随后他们用另外一个小卫星探针33.6进行测试,获得了类似的图谱。
所产生的图谱在不同个体之间均存在明显差异性,与人的指纹相似,表现出高度的个体特异性。
因此称为DNA指纹图谱(DNA fingerprint),采用的方法称DNA指纹技术(DNA fingerprinting)。
1.2.2 DNA指纹技术的基本原理DNA指纹是基于生物DNA序列多态性的差异。
(1)不同种生物体含有不同的DNA序列;(2)同种生物体既有相同的DNA序列,又具有不同的DNA 序列。
由于核苷酸序列是相对稳定的,因而可以利用现代分子生物学技术寻找这些差异,进而达到鉴别生物种类的目的。
基于上述原理,DNA指纹技术应运而生,通过进行琼脂糖凝胶电泳,电泳结果显示的DNA带型差异在紫外光下成像,从而得到DNA指纹图,通过DNA指纹图的差异达到鉴别的目的。
2.DNA指纹技术较成熟的分析方法2.1.限制性片段长度多态性分析(RFLP)RFLP是指用限制性内切酶切割不同个体基因组DNA后,含同源序列的酶切片段在长度上的差异。
限制性内切酶能高度专一地识别和切割DNA分子中特定的位点,如果因碱基的突变、插入或缺失,或染色体机构的变化导致生物个体或者群体间的酶切位点的消失或新的酶切位点产生,这些都会导致在酶消化后RFLP的产生,将这些片段电泳分离、与标记的探针杂交放射自显影后,便可得到RFLP图谱,从而揭示DNA序列水平上的多态性。
具体流程如下:因为由限制性内切酶切割特定位点产生的,可靠性较高,但是RFLP技术相对而言操作繁琐费时,其次是具有种属特异性,且只适应单、低拷贝基因,多态信息含量低,在个体识别上有很大的局限性,限制了其实际应用。
2.2.随机扩增多态性分析(RAPD)以PCR技术为基础,由一系列人工随机合成的寡核苷酸单链(10bp左右)为引物,对基因组DNA全部进行PCR扩增,以检测多态性。
由于整个基因组存在众多反向重复序列,须对每一随机引物单独进行PCR 。
单一引物与反向重复序列结合,使重复序列之间的区域得以扩增。
引物结合位点DNA 序列的改变以及 两扩增位点之间DNA 碱基的缺失、插入或置换均可导致扩增片段数目和长度的差异,经凝胶电泳分离后通过EB 染色,便可检测到DNA 片段的多态性。
具体流程如下:RAPD 具备PCR 效率高、特异性强、样品用量少,检测比较容易以及引物设计随机的优点,但是试验中由于RAPD 随机设计的引物一般较短,对于一些PCR 的因素更为敏感,重复性较差,结果不稳定。
2.3.扩增片段长度多态性分析 (AFLP )AFLP 对基因组酶切片段进行选择性扩增,不同物种的基因组DNA 大小不同,经两种限制性内切酶酶切后,产生分子量大小不同的限制性酶切片段。
使用特定的双链接头与酶切DNA 片段连接作为扩增反应的DNA 模板,用特异性设计的含有选择性碱基的引物对模板DNA进行扩增。
扩增产物经凝胶电泳分离,然后根据图谱检出多态性。
被扩增的DNA限制性酶切片段由两种限制性内切酶产生,一个为酶切位点较少的限制性酶(如EcoR I),另一个为多酶切位点的限制酶(如Mse I)。
所以,AFLP反应主要扩增由上述两种酶共同酶切的片段。
特异性引物的设计对AFLP成功与否至关重要。
引物由三部分组成:①核心碱基序列,该序列与人工接头互补;②限制性内切酶识别序列;③引物3’端的选择碱基。
AFLP兼具了RAPD和RFLP的优点,具有较高的稳定性,用少量的选择性引物能在较短时间内检测到大量位点,因此可以通过少量效率高的引物组合,可获得覆盖整个基因组的AFLP图谱。
但是,AFLP对基因组纯度和反应条件要求较高,当基因组的不完全消化会影响到实验结果,此外其分析试剂盒价格昂贵,引物的同位素标记又涉及到放射性安全问题。
2.4.微卫星(SSR)微卫星DNA是一种广泛分布于真核生物基因组中的串状简单重复序列,一般以1-6bp为核心序列头尾相连排列而成,在基因组中,每个SSR序列的基本单元重复次数在不同基因型间差异很大,从而形成其座位的多态性。
研究发现每个SSR座位两侧一般是相对保守的单拷贝序列,在物种间具有较高的同源性,据此可设计引物进行PCR扩增,所得带有放射性标记的扩增片段,以获得SSR指纹图谱。
SSR具有多态性检出率高、信息含量大、共显性标记、实验操作简单、结果稳定可靠等优点,还可以避免把来自不同位点但大小相同的等位基因混淆的缺点。
但是,要获得微卫星标记必须建立、筛选基因组含有重复序列的克隆、测序,实验工作量比较大、费时。
3.DNA指纹技术的应用3.1. 法医学鉴定3.1.1 犯罪证据现今世界各国的许多犯罪案件用常规的办案方法是很难破案的。
DNA指纹技术的应用,这一难题便迎刃而解了。
自从英国的Jeffrey教授1985年发现并建立DNA指纹图谱的检验方法以来,很多疑案难案纷纷告破,特别是对强奸和暴力犯罪特别有效。
3.1.2 遗骸识别在战争、空难、地震、火灾等灾难中遇难失踪人员的遗骸,可以通过DNA指纹图谱技术进行识别,最终确认其身份。
如美国在寻找二战和越南战争中失踪人员的遗骸都是通过DNA指纹图谱技术找到的。
此外在惩治犯罪方面,美国总统奥巴马在全国电视演讲时宣布基地组织领导人本拉登被击毙,此消息真实性备受世人关注,在美国中情局的面部识别系统已经确认死者是本拉登本人后,又称经DNA检测显示有99.9%的确定性证实确实本拉登。
3.1.3 亲子鉴定DNA指纹技术与传统亲子鉴定方法相比,有以下区别:(1)亲子鉴定的传统方法是通过血型及生化多态性来实现的,此法快速而有效,但存在某些技术限制,比如需要大量新鲜血样和专门的实验室,需要许多独立的标记。
然而,DNA指纹可以同时检测好些高度多态性位点,却只需要少量血样(不一定新鲜),并对其它任何组织,如被毛、皮屑等也同样有效。
(2)DNA指纹的另一特征是不需要专门的实验室,程序相对简单。
若用非放射性标记的DNA探针则使用一般商业性试剂即可进行DNA指纹鉴定。
因此,在亲子鉴定上,DNA指纹将可能有效取代血液多态性。
(3)随着探针和酶的增多,DNA指纹的分辨能力将会增强,足以处理父母未知个体的亲子鉴定问题。
这是经典的血液和生化多态性方法无能为力的。
(4)DNA指纹的实验室费用相对较低。
3.2. 遗传育种DNA指纹技术可以进行亲子鉴定、物种定性分类、判断种间亲缘关系、预测杂种优势,筛选出优势品种等。
对动物进行亲子鉴定,尤其是在稀有物种中如大熊猫,可以解决大熊猫人工饲养繁殖中亲子鉴定和避免近亲繁殖的难题,对大熊猫异地保护和拯救大熊猫物种有着深远的影响。
在菌类分类筛选中,DNA指纹技术功不可没。
因细菌、真菌等数目庞大,分布广泛,形态复杂,有的具有多形性,特别是有些种类的有性型和无性型分开存在,形态差异也很大,传统的形态学特征难以区分,所以借助DNA指纹技术,分类鉴定显得快捷很多。