DNA分型技術

DNA分型技術是通過分子基因分型比較鑑定生物個體的一種DNA分析技術。用以進行比較的生物樣品的DNA通過限制性核酸內切酶酶切、電泳分離和同位素標記的重複DNA雜交,可以提供對於每個個體特異的放射自顯影帶型。

技術介紹

DNA分型技術是通過分子基因分型比較鑑定生物個體的一種DNA分析技術。用以進行比較的生物樣品的DNA通過限制性核酸內切酶酶切、電泳分離和同位素標記的重複DNA雜交,可以提供對於每個個體特異的放射自顯影帶型。

工作原理

1.將送檢的各種生物學檢樣,如毛髮、血痕、精斑、人體組織或白骨等,把其中所含的DNA 提取出來。

2.選用與探針配對的限制性核酸內切酶,在長鏈DNA 位置上加以切割,將相對分子質量很大的DNA 長鏈切短成許多長度不同的小片段。

3.在膠板尺寸較長的凝膠電泳儀中,對完全酶解後的DNA 片段進行電泳,各酶切片段就會按其長度大小在電場中進行分離。

4.先用鹼性溶液使凝膠板中分離開的雙鏈DNA 片段變性為單鏈片段,然後將凝膠板夾在尼龍膜中,使這些單鏈DNA 片段印潰、轉移並永久性地固定在尼龍膜上。

5.讓放射性DNA探針與尼龍膜上的單鏈DNA片段進行分子雜交。

6.用放射性膠片與尼龍薄膜疊放,尼龍膜上的放射性探針便會發出X 射線使膠片曝光,從而使雜交有探針的長度不同的DNA片段位置顯影在膠片上。這樣的特徵 DNA片段條狀圖譜,便是所謂的DNA指紋。

技術套用

20世紀80年代中期,DNA分型技術開始套用於法醫鑑定,一滴血,一抹唾液,一根毛髮,只要是人體細胞,都可用於DNA分析、鑑定。1985年首次套用DNA分型技術,對一起英國移民糾紛案成功地進行了親子鑑定,並於1986年又首次用於一起強姦殺人的刑事案件中,從數千人中查找並認定犯罪嫌疑人。DNA分型技術從此發生了一次質的飛躍。

隨著DNA檢驗技術的發展,它在法醫工作中的套用越來越廣泛。從親子鑑定到同一認定,這一技術不斷為公安偵查和法庭審判工作提供可靠的證據,伴隨著該項技術的不斷完善及其標準化程度的提高,DNA分型技術在偵查破案中已得到了廣泛的套用。

法醫學套用

刑事偵查

DNA分型技術一種新的偵查手段,在偵查的舊技術時代,不完整或不清晰的指紋無法分辨指紋所有者的確切身份而失去作用,而通過DNA分型技術則可以通過分析指紋所留的油脂,汗液,皮屑等物的DNA以確定指紋所有者的確切身份,從而幫助分析案情。

親子鑑定

自從傑弗里斯等人於1985年首次對一起移民糾紛中的母子關係作出肯定鑑定以來,用DNA 指紋術進行親子鑑定已有20多年的歷史了。代表性的報導有:在一起無名屍的鑑定過程中,專家們將提取到的腐屍殘血中的DNA,和假定受害人雙親的DNA進行DNA指紋鑑定後,成功地對這具無名屍的人身作出了鑑定。在常規血清學檢驗不能對親子關係作出肯定結論的情況下,採用DNA 指紋術便可輕易地作出結論。

事故受難者殘骸鑑定

在空難、火災、地震等災難事故中,單純依靠法醫學和常規法血清學檢驗,是很難對所有遇難人員的殘骸加以區分的。因此,在常規手段行不通時,採用DNA 指紋技術已成為最佳選擇。

人種、性別鑑定

研究表明,DNA 指紋術可在相當大程度上用於人種鑑定,並測出白種人和非洲黑人的DNA多態片段及它在特定範圍內的出現頻率,具有種屬代表性。有人對長達20年的陳舊血跡中的降解DNA進行了性別鑑定,並在人、獸的區分鑑定中取得成功。

發展歷程

我國法醫DNA技術的發展道路不是很長,但卻取得了突出的成果,在偵查破案中發揮了巨大的作用。

在“七五”後期,從1987年起,我國正式立項對DNA指紋技術進行研究,經過兩年的努力,至1989年我國首次把DNA指紋技術套用於辦案,開始了我國 法醫DNA檢驗的新時代。隨著DNA指紋技術的不斷套用,技術人員越來越感到其不能滿足實際工作的需要,存在許多不足之處。

“八五”期間,我國把解決法醫DNA檢驗存在的疑難問題的研究列入重點攻關計畫。在DNA指紋技術的研究中裝備了國產化的多位點探針,建立了用非同位素標 記探針的方法檢測DNA指紋技術;在利用PCR技術進行DNA檢驗的研究中建立了檢測DNA擴增片段長度多態性的方法,用於一系列多態性位點的分析;在解 決毛髮、指甲等特殊檢材的檢驗上,建立了測定人類線粒體DNA序列多態性的方法。所有這些成果,擴大了DNA技術檢驗各種檢材的能力,更加適合於實際檢材 的需要,尤其是PCR檢驗方法的建立,使得DNA技術更有生命力,適合於推廣套用。

進入“九五”期間,我國法醫DNA檢驗技術又有了新的發展,除了對一些疑難檢材如骨骼等的檢驗進行研究外,商品化DNA檢驗試劑盒的出現,使DNA檢驗技 術更加規範和標準化,尤其是STR複合擴增技術的套用使DNA檢驗技術步入了新的階段。在檢測方法上,也從銀染法人工染色、肉眼觀察分析結果發展到螢光法 自動電泳收集、計算機分析結果,一次檢驗分析的STR多態性位點顯著增多,最多的一次檢驗可達16個位點,大大提高了個體識別率,達到了同一認定的水平。

經過十餘年的刻苦攻關,法醫DNA檢驗技術取得了豐碩的成果,DNA指紋技術正日趨被淘汰。隨著PCR多態性系統的大量增多,基於PCR方法進行的檢驗在個體識別率上顯著提高,在我國使用DNA指紋進行辦案的實驗室也大大減少,該方法在案件鑑定中已基本被淘汰。

STR是存在於人類基因組DNA中的一類具有長度多態性的DNA序列,其核心序列一般由2~6個鹼基構成,不同數目的核心序列呈串聯重複排列,而呈現出長 度多態性。一般認為,人類基因組DNA中平均每6~10kb就有一個STR位點,其多態性成為法醫物證檢驗個人識別和親子鑑定的豐富來源。與DNA指紋技 術相比,基於PCR技術的STR多態性分型在操作上要簡便得多,在靈敏度上要高得多,在檢驗降解DNA的能力上要強得多,在結果分析上要標準得多。同時, 由於STR的擴增片段較短、擴增條件類似,能夠在同一體系中進行複合擴增,一次檢驗就獲得較多的多態性信息。分析STR位點的多態性是法醫DNA檢驗技術 的新突破,己成為法醫學上個體識別和親子鑑定主要技術方法。

在檢測方法上,國內根據各自實驗室情況的不同,分別採用銀染法和螢光法進行STR的分型。近兩年來,螢光法檢測技術以其快速(一次檢驗僅需數小時)、 靈敏度高(適合現場提取的微量樣品的檢驗)、檢驗結果更加準確(每個泳道內都加入內標)、易於標準化和建立資料庫等優點逐漸代替了銀染法檢測技術,但是使 用螢光自動分析方法對STR位點分型又有所需儀器設備以及所用消耗試劑昂貴的缺陷。

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