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1、什么是什么是DNA指纹指纹1DNA指纹图谱的构建指纹图谱的构建2DNA指纹的特点指纹的特点3DNA指纹技术的工作原理指纹技术的工作原理4一、什么是DNA指纹我们每个人的指纹都是独一无二的，目前世界上尚未发现有完全一样的指纹。我们的DNA也是如此，每个人都有一套属于自己的“DNA指纹”。那么什么是DNA指纹呢？其实就是把其实就是把DNA作为像指作为像指纹那样的独特特征来识别不同的人。纹那样的独特特征来识别不同的人。DNA指纹技术能够检测出我们的DNA指纹，并被用于个体识个体识别、确定亲缘关系、医学诊断及寻找疾病连锁的别、确定亲缘关系、医学诊断及寻找疾病连锁的遗传标记遗传标记。在动物进化研究中可用
2、于探明动物种动物种群的起源及进化群的起源及进化过程；在物种分类学中可用于区分不同物种以及同一物种不同品系的潜力，在作物的基因定位以及育种上也有广泛的应用。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”，意思是它它与人的指纹一样是每个人所特有的与人的指纹一样是每个人所特有的。人类历史上第一个用用DNA指纹破案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
3、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：单拷贝序列单拷贝序列、中等程中等程度重复序列度重复序列和高度重复序列高度重复序列。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“卫星卫星DNA”。卫星DNA中的重复序列单元则称
4、为“小卫星小卫星DNA”。“小卫星DNA”具有高度的可变性可变性，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“核核心序列心序列”。如果把核心序列串联起来作为分子探针分子探针，与不同个体的DNA进行分子杂分子杂交交，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，因此被称为“DNA指纹”。DNA指纹图谱法操作提取提取DNAPCR技术技术扩增扩增高可变位点高可变位点酶酶切切DNA片断片断琼琼脂脂糖糖凝凝胶胶电电泳泳DNA片片段段杂杂交交放放射射自自显显影影DNA指纹图谱指纹图谱1.提取样品中的提取样品中的DNA；2.若提取若提取D
5、NA 量很少，可将其进行量很少，可将其进行PCR扩增扩增，得到大量，得到大量DNA。3.选用与探针选用与探针配对配对的限制性的限制性核酸内切酶核酸内切酶，在长链，在长链DNA位置上加位置上加以以切割切割，将分子量很大的，将分子量很大的DNA长链切成许多长度不同的小片段长链切成许多长度不同的小片段。4.在胶板尺寸较长的凝胶电泳仪中，对酶解完全后的在胶板尺寸较长的凝胶电泳仪中，对酶解完全后的DNA片段片段进行进行电泳电泳，各酶切片段就会按其长度大小在电场中进行分离。，各酶切片段就会按其长度大小在电场中进行分离。5.先用碱性溶液使凝胶板中分离开的双链先用碱性溶液使凝胶板中分离开的双链DNA片段变性为
6、片段变性为单链单链片段，然后将凝胶板夹在片段，然后将凝胶板夹在尼龙膜尼龙膜中，并永久性地固定在尼龙膜中，并永久性地固定在尼龙膜上。上。6.让放射性让放射性DNA探针探针与尼龙膜上的单链与尼龙膜上的单链DNA片段进行片段进行杂交杂交。7.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发出X射线使胶片曝光，从而使杂交探针的长度不同的射线使胶片曝光，从而使杂交探针的长度不同的DNA片片段位置显影在胶片上，便是所谓的段位置显影在胶片上，便是所谓的DNA指纹。指纹。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
7、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。三、DNA指纹的特点多位点性多位点性高分辨率的DNA指纹图谱通
8、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。简单的遗传方式简单的遗传方式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。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，同卵双胞胎的DNA指纹图完全相同。高度变异性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
9、碱基的内切酶来切DNA，经过电泳后，这种个体间差异性就能表现出来。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3000亿分之一，两个同胞个体具有相同图谱的概率也仅仅为200万分之一。四、DNA指纹术的工作原理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、如果提取的DNA量很少，可以将DNA样品进行PCR扩增，得到大量的所需DNA。3、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，将分子量很大的DNA长链切成许多长度不同的小片段。4、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
10、电泳，各酶切片段就会按其长度大小在电场中进行分离。5、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，并永久性地固定在尼龙膜上。6、让放射性DNA探针与尼龙膜上的单链DNA片段进行杂交。7、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，从而使杂交探针的长度不同的DNA片段位置显影在胶片上。这样的特征DNA片段条状图谱，便是所谓的DNA指纹。DNA指纹的应用法医学鉴定中有重要意义法医学鉴定中有重要意义物种进化及起源的应用物种进化及起源的应用品种、品系和类群的鉴定品种、品系和类群的鉴定动物遗传监测中的应用动物遗传监测中的应用在蚕业上
11、的应用在蚕业上的应用基因定位和构建基因图谱基因定位和构建基因图谱杂交优势预测杂交优势预测在流行病学方面的运用在流行病学方面的运用疾病诊断及治疗及肿瘤的研究等疾病诊断及治疗及肿瘤的研究等DNA指纹的应用举例：亲子鉴定举例：亲子鉴定分别将父亲和孩子的分别将父亲和孩子的DNA为模板用一对引物进为模板用一对引物进行行PCR扩增。扩增。如果某一如果某一DNA条带，出现在以父亲条带，出现在以父亲DNA为模为模板时扩增的产物中，而孩子中未出现，那么就证板时扩增的产物中，而孩子中未出现，那么就证明他们不是父子关系；明他们不是父子关系；如果在以父亲如果在以父亲DNA为模板时扩增的出的为模板时扩增的出的DNA条带全部出现在孩子的条带全部出现在孩子的PCR产物中，那么就证产物中，那么就证明他们为父子关系的可能性大于明他们为父子关系的可能性大于99.9%注意注意：孩子中扩增出的条带不一定都会在父亲中：孩子中扩增出的条带不一定都会在父亲中出现，因为孩子的染色体有一半来自母亲。出现，因为孩子的染色体有一半来自母亲。