DNA指纹鉴定:步骤与应用

基因组是存在于细胞中的一组基因。大约99.9%的人类基因组几乎与每个个体相似。但0.1%的序列方差定义了个体的身份，使他们彼此不同。

基因组由编码区和非编码区组成。非编码区是遗传的重复序列，不编码蛋白质，但构成了大部分遗传DNA(脱氧核糖核酸)，而编码区编码具有独特功能的蛋白质。

非编码区也被称为垃圾DNA或卫星DNA。这些序列被用来关联和区分个体使用技术，如DNA指纹，DNA分析，和DNA分型。

简介及历史

DNA指纹鉴定是一种分子技术，用于从犯罪现场确定亲子关系和嫌疑人。这项技术是由亚历克·杰弗里爵士在1984年发现的，当时他在海豹肉中发现了一些与人类相似的短串联重复序列(STR)或卫星基因组。

后来，这些str被用作遗传标记，并制成了与这些重复序列对齐的短序列探针。实验结束后，人们还发现这些STR序列的长度因人而异。尽管大多数生物DNA非编码部分的序列碱基可能是相同的，但其STR长度因人而异。

DNA指纹识别使用的是由非编码核苷酸序列串联重复组成的基因组片段，即卫星DNA。串联重复是同一核苷酸序列的一组副本，可以重复一次或多次。例如，串联重复多次重复序列。

这些卫星根据长度、组成和串联重复的数量有三种类型，即微型卫星、微型卫星和宏观卫星。

微卫星，又称短串联重复序列(STR)，由1 ~ 9个碱基对组成;例如，“3’-GATAGATAGATAGATA-5’是主要的STR重复序列制造者，在每个微卫星位点上重复5到100次。微卫星没有确切的位置，在染色体中随机分布。

微型卫星，也称为可变数量串联重复序列(VNTR)，可能由重复序列长度的10到100个碱基对组成，并在端粒附近发现。这些装置可以在每个微型卫星的位置重复大约2到100次。

宏卫星可以由长度为几千碱基的重复单位组成。这些是最大的串联重复。D4Z4和DXZ4是一些宏卫星的例子。

在重组过程中，来自双亲的重复序列(1:1比例)的突变导致VNTR区域的改变，使孩子与他们的父母不同。这一原理是DNA指纹和基因图谱的基础。

DNA指纹识别步骤

DNA指纹的过程从采集样本开始，然后提取DNA，然后放大，用电泳或x射线观察。

标本收集:DNA样本是从血液、唾液、汗液、眼泪、组织和头发等体液中采集的。

DNA提取:DNA可以通过手工方法提取，也可以通过市售提取试剂盒提取。两种不同的方法进一步分析提取的DNA;聚合酶链反应与限制性片段长度多态性．

聚合酶链式反应是一种在每个周期中使DNA副本翻倍的反应。

• DNA分离后，将提取的DNA进行PCR，得到目标序列的拷贝数。
• 从数学上讲，获得的拷贝数可以计算为:拷贝数= 2n，其中“n”为循环次数。在20个周期中，恰好有1048555个DNA副本。
• 进行PCR的主要目的是扩增少量的目标DNA序列。琼脂糖凝胶电泳可以帮助观察放大的DNA。

限制性片段长度多态性(RFLP)是一种利用限制性内切酶消化一大块DNA的技术。这种方法只适用于大的DNA，因为短的DNA可能不包含限制位点。

限制性DNA进一步进行电泳，其中条带的分离是根据序列的大小进行的。碎片DNA再次转移到含有放射性标记探针的硝化纤维膜上，该探针与分离DNA的特定互补VNTR区域对齐。

RFLP杂交技术俗称南部的印迹．接下来，清洗尼龙膜以去除多余的探针。然后将尼龙膜暴露在x射线下，以确保目标DNA与探针结合。

阳性样本在x射线照射下显示暗带，而阴性样本相对于梯子没有显示条带。这个过程也称为放射自显影。最后，将膜上的暗带(DNA指纹)与已知样品进行比较。

DNA指纹技术的应用

DNA指纹技术是一种应用广泛的分子技术，在各个领域都有广泛的应用。法医分析和祖先来源的确定是其应用的主要领域。以下是DNA指纹识别的一些应用:

• 通过分析个体之间的相似序列来研究进化关系。
• 进行亲子鉴定和谱系分析。
• 将犯罪现场的DNA与犯罪嫌疑人进行比对后，参与犯罪的罪犯很容易被调查。
• 在器官移植过程中，DNA指纹也被用于捐献者的身份识别。
• 在遗传病和遗传病的遗传咨询中具有重要意义。

参考文献

• Saeed AF, Wang R and Wang S(2016)研究微生物基因组进化的微卫星。微生物学前沿6(1): 1 - 15。
• (Giardina, 2013)。布伦纳的遗传学百科全书:第二版(Ici): 356 - 359。
• Faculty G (1975) 1 | Page.1-14
• Saad R (2005) Dna鉴定检测的发现、发展和当前应用。贝勒大学医学中心论文集18(2): 130 - 133。
• https://www.sciencelearn.org.nz /资源/ 1980 - dna分析
• https://www.chem.fsu.edu/chemlab/chm1020c/Lecture%2012/03.php