学文网一、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***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***形的概率仅为3×10－11，两个同胞个体具有相同***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***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***谱中几乎每一条带纹都能在其双亲之一的***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***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、等产生的DNA指纹***形完全一致。
4.多位点性：高分辨率的DNA指纹***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***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。
三、DNA指纹技术的工作原理
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 位置上加以切割，将相对分子质量很大的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，对完全酶解后的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、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DN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DN段位置显影在胶片上。这样的特征 DN段条状***谱，便是所谓的DNA指纹（如下***）。
四、DNA指纹技术的应用
DNA指纹用途很广泛，下面介绍其在法医学中的主要作用：
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、、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。
2.在亲子鉴定中的应用
自从杰弗里斯等人于1985年首次对一起移民纠纷中的母子关系作出肯定鉴定以来，用DNA 指纹术进行亲子鉴定已有20多年的历史了。代表性的报道有：在一起无名尸的鉴定过程中，专家们将提取到的腐尸残血中的DNA，和假定受害人双亲的DNA进行DNA指纹鉴定后，成功地对这具无名尸的人身作出了鉴定。在常规血清学检验不能对亲子关系作出肯定结论的情况下，采用DNA 指纹术便可轻易地作出结论。
3.事故受难者残骸鉴定
在空难、火灾、地震等灾难事故中，单纯依靠法医学和常规法血清学检验，是很难对所有遇难人员的残骸加以区分的。因此，在常规手段行不通时，采用DNA 指纹技术已成为最佳选择。
4.人种、性别鉴定
研究表明，DNA 指纹术可在相当大程度上用于人种鉴定，并测出白种人和非洲黑人的DNA多态片段及它在特定范围内的出现频率，具有种属代表性。有人对长达20年的陈旧血迹中的降解DNA进行了性别鉴定，并在人、兽的区分鉴定中取得成功。
相关演练
1.现有一长度为3000碱基对(bp)的线性DNA分子，用限制性核酸内切酶酶切后，进行凝胶电泳，使降解产物分开。用酶H单独酶切，结果如***甲。用酶B单独酶切，结果如***乙。该DNA分子的结构及其酶切***谱是（ ）
2.DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用。请回答下列有关DNA指纹技术的问题：
（1）DNA探针寻找基因所用的原理是。
（2）用DNA做亲子鉴定时，小孩的条码一半与其生母相吻合，另一半与其生父相吻合，原因是。
（3）如***为通过提取某小孩和其母亲，以及待测定的三位男性的DNA，进行DNA指纹鉴定，部分结果如***所示。则该小孩的真正生物学父亲是。
（4）已知除了一卵双生双胞胎外，每个人的DNA是独一无二的，就好像指纹一样，这说明了。
（5）为什么用DNA做亲子鉴定，而不用RNA?。
3.Huntington舞蹈病（HD）是以神经系统变性为主要特征的一种人类遗传病，该病的遗传基础为IT15基因内(CAG)n三核苷酸异常扩展性重复，临床表现为进行性加重的舞蹈样不自主运动（不能控制的痉挛）和智能障碍。研究表明，Huntington基因中(CAG)n重复的多少与发病严重程度、发病的早晚成正相关。下***甲为一个Huntington舞蹈病家族的遗传系谱***，***乙为Huntington舞蹈病的发病机理示意简***。请据***作答：
***甲
***乙
（1）该病的遗传方式不可能是，理由是。如果Ⅲ11表现型正常，则该病的遗传方式最可能是。
（2）遗传早现是指一些遗传病（通常为显性遗传病）在连续几代的遗传中，发病年龄提前并且病情严重程度增加。Huntington舞蹈病存在明显的遗传早现现象，则与***甲所述家系中的Ⅰ2相比，Ⅳ9个体的IT15最显著的特点是。
（3）由***乙可知，Huntington舞蹈病的主要致病机理为。
参考答案
1.A 提示：用代入验证法。根据***甲确定酶H只有1个切点，根据***乙确定酶B有2个切点。
2.（1）碱基互补配对原则 （2）孩子的每一对同源染色体必定一条来自母亲，一条来自父亲 （3）B （4）DNA分子具有多样性和特异性 （5）因为基因在DNA上，而不是在RNA上，且DNA具有特异性
3.（1）伴X染色体和伴Y染色体遗传 若是伴X染色体遗传，Ⅰ2患病，Ⅱ8也应患病；Ⅱ6患病，Ⅲ12应患病；Ⅱ6患病，Ⅲ13却正常（其他合理答案也可） 常染色体隐性遗传 （2）基因内(CAG)n三核苷酸异常扩展性重复程度较高 （3）突变蛋白(多聚Q)进入细胞核后，不能调节细胞内正常的转录过程，而是相互聚集，形成核内包涵体，导致神经元变性、死亡
转载请注明出处学文网 » DNA指纹技术及其应用