1984 年英國萊斯特大學(xué)的遺傳學(xué)家Jefferys及其合作者首次將分離的人源小衛星DNA 用作基因探針,同人體核DNA 的酶切片段雜交,獲得了由多個(gè)位點(diǎn)上的等位基因組 成的長(cháng)度不等的雜交帶圖紋,這種圖紋極少有兩個(gè)人完全相同,故稱(chēng)為"DNA指紋",意思是它同人的指紋一樣是每個(gè)人所特有的。
DNA指紋的圖像在X光膠片中呈一系列條紋,很像商品上的條形碼。DNA 指紋圖譜,開(kāi)創(chuàng )了檢測DNA 多態(tài)性(生物的不同個(gè)體或不同種群在DNA結構上存在著(zhù)差異)的多種多樣的手段,如RFLP (限制性?xún)惹忻该盖衅伍L(cháng)度多態(tài)性)分析、串聯(lián)重復序列分析、RAPD (隨機擴增多態(tài)性 DNA )分析等等。
各種分析方法均以DNA 的多態(tài)性為基礎,產(chǎn)生具有高度個(gè)體特異性的DNA 指紋圖譜,由于DNA 指紋圖譜具有高度的變異性和穩定的遺傳性,且仍按簡(jiǎn)單的孟德?tīng)柗绞竭z傳,成為目前最具吸引力的遺傳標記。
1984 年英國萊斯特大學(xué)的遺傳學(xué)家Jefferys及其合作者首次將分離的人源小衛星DNA 用作基因探針,同人體核DNA 的酶切片段雜交,獲得了由多個(gè)位點(diǎn)上的等位基因組 成的長(cháng)度不等的雜交帶圖紋,這種圖紋極少有兩個(gè)人完全相同,故稱(chēng)為"DNA指紋",意思是它同人的指紋一樣是每個(gè)人所特有的。
DNA指紋的圖像在X光膠片中呈一系列條紋,很像商品上的條形碼。DNA 指紋圖譜,開(kāi)創(chuàng )了檢測DNA 多態(tài)性(生物的不同個(gè)體或不同種群在DNA結構上存在著(zhù)差異)的多種多樣的手段,如RFLP (限制性?xún)惹忻该盖衅伍L(cháng)度多態(tài)性)分析、串聯(lián)重復序列分析、RAPD (隨機擴增多態(tài)性 DNA )分析等等。
各種分析方法均以DNA 的多態(tài)性為基礎,產(chǎn)生具有高度個(gè)體特異性的DNA 指紋圖譜,由于DNA 指紋圖譜具有高度的變異性和穩定的遺傳性,且仍按簡(jiǎn)單的孟德?tīng)柗绞竭z傳,成為目前最具吸引力的遺傳標記。DNA指紋圖譜分析原理與方法,生物幫上面有更加詳細的介紹的, /news/policy/ 生物產(chǎn)業(yè)政策,生物產(chǎn)業(yè)規劃,科研規劃。
PCR 作為現代生物學(xué)研究的一種常用方法,具有特異性高、靈敏度高、簡(jiǎn)便節約、經(jīng)濟的優(yōu)點(diǎn);但是它最大的缺點(diǎn)是對不同的片段條件不同,所以 很難掌握,而且必須要得到目的基因片段。
RFLP 這種方法比較穩定,但 RFLP 實(shí)驗操作繁瑣,檢測時(shí)間長(cháng),成本 較貴,不太適合大規模的分子育種。 PAPD 相對 RFLP 來(lái)說(shuō),更加省時(shí)省力,不需要進(jìn)行 DNA 多種酶切、轉膜以及探針的制備等多個(gè)步驟, 但是它不能用來(lái)測定多態(tài)性是由父本還是 母本產(chǎn)生的,而 RFLP 這種技術(shù)可以做到,而且 PADA 這項技術(shù)源于PCR 技術(shù)。
當人還處在“人之初”的一個(gè)細胞時(shí)、就從父母那里各取到了“半張”生命的“施工圖”,構成自己獨有的DNA譜表。
人的遺傳基因約10萬(wàn)個(gè),每個(gè)均由A、T、G、C四種核苷酸,按次序排列在兩條互補的組成螺旋結構的DNA長(cháng)鏈上。核苷酸總數達30億左右。
目前已經(jīng)查明,具有遺傳作用的DNA像小衛星一樣分布在遺傳位點(diǎn)上。同一種族的“小衛星”都有相同的核心序列,這是種族遺傳和個(gè)體具有相似性的物質(zhì)基礎。
同時(shí),“小衛星”的邊緣序列又具有高度的可變性,不同個(gè)體彼此不同,差異很大,這是種族內個(gè)體呈現多樣化的重要內因。對遺傳位點(diǎn)上的基因,經(jīng)過(guò)放射自顯影或酶顯色,就可得到像商品條形碼一樣的圖帶。
這種圖帶在個(gè)體之間就像人的指紋一樣各不相同,具有高度的特異性,這就是DNA指紋圖的由來(lái)。
(一) DNA鑒定在個(gè)人識別方面有著(zhù)明確的誤差估計和較高的準確率,因而更可靠。現代生物識別技術(shù)有很多種,如指紋識別、聲紋鑒定、DNA鑒定、視網(wǎng)膜識別、虹膜識別、面部識別、唇紋識別等,應用較多的是指紋識別和DNA識別。其中DNA技術(shù)應是最重要的識別方法,因為DNA是決定一個(gè)人的人體特征和行為特征的最根本的因素[7]。因此,從理論上說(shuō)DNA技術(shù)所能實(shí)現的個(gè)人識別率應當是很高的。而且DNA技術(shù)能明確計算出鑒定結論的誤差估計值,因而能減少由鑒定人的主觀(guān)臆斷導致的失誤,非常客觀(guān)。如在Jeffreys首次用DNA技術(shù)所做的親子鑒定中,鑒定結論出錯的概率是7*10-22,可以說(shuō)DNA鑒定結論的準確率幾乎為100%[8]。
相反,指紋鑒定因不能量化說(shuō)明結果的誤差率,而顯得不夠客觀(guān),再加上近來(lái)由鑒定失誤導致的錯案的接連出現,使人不禁為其準確性和可靠性擔憂(yōu)[9]。目前對指紋技術(shù)的誤差率的研究都是零星的、局部的。如對3000枚隨機抽取的指紋進(jìn)行觀(guān)察,發(fā)現兩枚指紋的中心、三角部位或外圍系統等局部區域細節特征相似的情況較常見(jiàn),其中三個(gè)特征相似的有5對,四個(gè)特征相似的有4對,五個(gè)特征相似的有2對,甚至七、八、十個(gè)特征相似的也有[10]。美國指紋專(zhuān)家曾在大會(huì )發(fā)言中說(shuō):“我們在指紋比對中發(fā)現來(lái)自于兩個(gè)人的指紋有四個(gè)特征點(diǎn)匹配是常有的事”[11]。到目前為止,還沒(méi)有系統的統計學(xué)方面的研究能充分說(shuō)明兩個(gè)人具備共有某一數量偶合點(diǎn)的指紋的可能性究竟有多大。因為這樣的研究涉及的因素、指標和統計方法都非常復雜,樣本量又很龐大,比如要考慮到如何全面包括選取對象的種族、民族、部落、地區等因素,所有細節特征的種類(lèi)、形態(tài)、位置、大小等因素,使用哪種數據統計模型,樣本要多大才具備代表性等等,所以至今還沒(méi)有人進(jìn)行。而只有經(jīng)過(guò)全面系統地研究的結果才能被用做評估指紋鑒定結論客觀(guān)性的統計學(xué)基礎。缺少這種統計數據基礎給相似指紋和變形或模糊指紋的鑒定帶來(lái)較多麻煩,增大了鑒定失誤的可能性。所以,有人把DNA技術(shù)看作目前最可靠的個(gè)人識別技術(shù)。
(二)DNA技術(shù)所需檢材來(lái)源廣泛、量微,易于獲得。凡是人體細胞,只要含有一定量的大分子DNA,都可用于DNA分析。如血液(斑)、血痕、毛發(fā)、肌肉、骨髓、精液(斑)、牙髓及精液與陰道分泌物形成的混合斑、唾液(斑)等,甚至陳舊的、發(fā)霉長(cháng)菌的、經(jīng)其他方法處理失敗的生物斑痕或組織,都可提出DNA用于分析。而且,由于能應用PCR技術(shù)將檢材中的DNA片段無(wú)限擴增,所以DNA技術(shù)只需微量檢材就能解決問(wèn)題,有時(shí)甚至只需幾個(gè)人體細胞。上述兩方面情況就意味著(zhù)要獲得DNA鑒定所需的檢材是比較容易的。
這一優(yōu)勢恰恰是包括指紋技術(shù)在內的其他任何生物識別技術(shù)所不可比擬的。從現場(chǎng)發(fā)現和提取的指紋常常是殘缺、模糊、變形或重疊的指紋。由于這些指紋中的紋線(xiàn)特征不夠穩定、可靠,甚至無(wú)法辨別,對它們的比對分析將難以進(jìn)行,即便得出結論,也不夠可靠、準確。事實(shí)上指紋鑒定的失誤大多出現在此類(lèi)情況下。
另外,人們還針對指紋識別技術(shù)鑒定潛在指紋的適當性問(wèn)題提出了質(zhì)疑,即從現場(chǎng)提取到的指紋圖像與遺留人的真實(shí)指紋圖像的相似性問(wèn)題難以科學(xué)地解決。現場(chǎng)上的指紋大多是不易發(fā)現的潛在指紋,需要進(jìn)行染色顯現和膠粘、吸附等轉印處理。“在指紋的轉印過(guò)程中,沉積物(附著(zhù)物)、變形和色素的綜合作用影響了獨特的摩擦嵴紋被完全地可靠地轉印的能力,手印顯現操作的技術(shù)水平也可能影響指紋的反映質(zhì)量,損害指紋的獨特性”。“在顯現潛在指紋的過(guò)程中,壓力、變形、染色劑、物屑和操作處理帶來(lái)的變化影響了原來(lái)的摩擦嵴紋的細節特征的穩定性。”[12]因此,有人指出運用各種處理方法從現場(chǎng)提取到的二維指紋圖像與原來(lái)的指紋在細節特征上是否一致,值得懷疑。而將這樣的潛在指紋圖像用于比對的做法,其科學(xué)性令人擔心。因此有人認為,相比之下DNA技術(shù)有著(zhù)更為廣闊的應用前景。
DNA分子標記指紋圖譜鑒定是根據任何一個(gè)品種,都具有該品種所特有的細胞遺傳學(xué)上的特征,利用分子標記技術(shù),如限制性片段長(cháng)度多態(tài)性(簡(jiǎn)稱(chēng)RFLP)、隨機擴增多態(tài)性DNA(簡(jiǎn)稱(chēng)RAPD)、小衛星DNA、微衛星DNA、擴增片段長(cháng)度多態(tài)性(簡(jiǎn)稱(chēng)AFLP)等技術(shù),可以直接反應不同品種在DNA水平上的差異,借此來(lái)鑒別不同品種,進(jìn)行品種真實(shí)性和品種純度測定。
所以,利用分子標記技術(shù),通過(guò)對鑒定品種的細胞遺傳學(xué)性狀和分子標記特征進(jìn)行識別來(lái)鑒別不同品種的方法,稱(chēng)之為DNA分子標記指紋圖譜鑒定。
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