请教如何做DNA指纹识别的实验,急。
1.提取毛发、血渍、精斑、人体组织或骨骼等各种生物样本中所含的DNA。
2.选择与探针配对的限制性内切酶,在长链DNA的位置切割,使分子量大的长链DNA被切割成许多不同长度的小片段。
3.在一个带有长橡胶板的凝胶电泳仪中,对完全酶解后的DNA片段进行电泳,每个酶解后的片段会在电场中根据其长度进行分离。
4.先用碱性溶液将凝胶板中分离出来的双链DNA片段变性成单链DNA片段,然后将凝胶板夹在尼龙膜中制成这些单链DNA。
片段被吸干、转移并永久固定在尼龙膜上。
5.使放射性DNA探针与尼龙膜上的单链DNA片段杂交。
6.当放射性薄膜与尼龙膜重叠时,尼龙膜上的放射性探针会发出X射线使薄膜曝光,从而在薄膜上显影出与探针杂交的不同长度的DNA片段。这种特征DNA片段的带状图谱称为DNA指纹。
附上一点DNA的科普知识:
1 DNA指纹图谱的建立和发展
近百年的研究认为,任何遗传分析都是以遗传标记为基础的,任何遗传标记的价值都在于其可变性(即多态性)。遗传多态性的研究对于促进人类学、遗传学、免疫学和法医学的发展,以及阐明某些疾病的发病机理甚至辅助诊断都有非常重要的作用。但以往的研究多以各种外在表型、生理缺陷、同工酶和多态蛋白作为遗传标记,采用间接分析的方法推断相应的遗传基因。
20世纪70年代末,随着限制性内切酶和重组DNA技术的出现以及分子生物学的迅速发展,人们对遗传标记的研究转向了DNA分子本身。由于各种遗传信息都包含在DNA分子中,生物个体之间的差异本质上是DNA分子的差异,所以DNA被认为是最可靠的遗传标记。某些DNA序列的差异可以通过限制性片段长度的变化来反映,这种变化称为限制性片段长度多态性(RFLP),是由点突变、DNA重排、插入或缺失引起的[1]。随着对RFLP研究的深入,人们发现了基因组中最易变的序列——高度可变DNA序列,使DNA遗传标记的发展和应用实现了飞跃。
在1980中,Wyman和White描述了第一个具有高多态性的多等位基因人类DNA标记。很快,在胰岛素基因的5’端区域和C-Haras I癌基因的3’端发现了相同的高变标记。在α-球蛋白基因群周围发现了另外三个标记[2]。在1982中,Bell等人[3]证实了这些高度多态的区域与重复的短序列单元串联在一起,重复单元数量的差异导致了这种高度变异性。由于这些结构特征,人们称这些区域为小卫星或高变区或可变数目的串联重复序列。
在1985中,Jeffreys等人[4]以肌红蛋白基因第一内含子中的串联重复序列(重复单位为33bp)为探针,从人类基因文库中筛选出8个含有串联重复序列(微卫星)的重组克隆。序列分析表明,这8个微卫星重复单元的长度和序列并不完全相同,但都具有相同的核心序列,即GGCCAGGA/GGG。他们使用了两颗多核小卫星(poly coreminisate)
-llite)33.6和33.15探针用于southern杂交,在低严格条件下获得了包含超过10条带的杂交图谱。不同个体的杂交图谱上条带的位置就像人类的指纹一样不同,杰弗里称之为DNA指纹[5],也称为遗传指纹。
RFLP DNA指纹技术因其方法复杂、周期长、实验条件高等原因而无法广泛推广。1990年,Williams等人[6]首次报道了AP-PCR技术,Welsh和McCell and [7]也独立开展了这项工作,从而使DNA指纹技术得到了更广泛的应用。AP-PCR技术使用随机设计的1或2个引物来扩增模板DNA。一般首先在低严格条件下进行1 ~ 6个循环的PCR,即在高Mg2+浓度(高于传统PCR的1.5mmol/L的Mg2+浓度)和低退火温度(36℃ ~ 50℃)下进行。其基本原理是:在低严格复性条件下,引物与模板DNA的不完全互补序列形成错配,错配的引物在DNA聚合酶的作用下沿模板链延伸,合成新的链。当模板DNA的另一条单链在一定距离内也有引物错配时,两条错配引物之间的DNA可以被扩增。然而,这种不匹配并不是随机发生的。引物和模板之间必须有一定的互补序列,特别是在引物的3’端,可以产生不同的扩增片段或组合。通过DNA指纹技术,可以获得配对DNA样本中的差异片段,用于基因片段的克隆、测序、染色体定位和生物学功能研究。
我国杨建昌等[8]利用PCR原理成功建立了一种全新的DNA指纹技术,称为随机引物PCR人类DNA指纹技术(APHDP)。此外,他们还开发了处理DNA指纹数据的应用软件,并将其应用于个人识别、遗传质量和疾病的相关特征。
DNA指纹技术中使用的2种探针
自DNA指纹技术建立以来,该技术已广泛应用于动植物的进化关系、亲缘关系的分析和法医学中。正是因为DNA指纹技术在核酸分析中表现出了强大的生命力,许多学者围绕该技术中使用的探针做了大量的工作。除了Jeffrey等[5]使用的探针外,通过人工化学合成或从生物组织中提取,然后扩增,已经产生了许多高水平的探针。到目前为止,用于DNA指纹技术的探针有探针33.15,33.6 [5],噬菌体MB [9],猪重复克隆p83,PGB 725,Poly (GT)含18.1,(GTG) 5/。同时,探针的标记也取得了很大的进展。根据它们的结构,大致可以分为微卫星探针和简单序列重复探针,简单序列重复包括微卫星探针和寡核苷酸探针。微卫星探针的核心序列为33bp,常位于人类常染色体前的前末端区域,而微卫星探针在10~20bp之间,而寡核苷酸探针在10 ~ 20bp以下,广泛分布于整个人类染色体上,或基因间区域或内含子内。
在1988中,中国的吴新耀等人[12]基于DNA指纹是人类基因组中的重复序列的原理,以及人和小鼠髓磷脂碱性蛋白(MBP)基因cDNA的同源性高于90%的事实,选择了小鼠MBP CDN的3’端的一段(非表达区的高度重复序列,与人类基因组中的这类重复序列几乎完全同源)。以长度为0.81kb的片段为探针,检测Hae消化的人DNA限制性片段。群体中共有22条谱带,30个无关个体中没有两条谱带完全相同,表明该方法具有较高的个体特异性。这是我国首次通过自己的努力找到DNA指纹的探针。
3 DNA指纹技术的应用3.1与以往的血型鉴定方法相比,DNA指纹技术在法医学领域具有无可比拟的优势。成为鉴定犯罪、亲子鉴定、确定个体间遗传关系的工具[513]。随后,国内学者李伯龄[14]、江先华[15]、吴新耀等人[12]也相继研究了这一技术,并将其应用于实际案件的鉴定中,解决了以往无法解决的疑难案件,如微量血迹、一些腐败碎片的个人辨认等。
3.2在动植物科学中的应用
3.2.1生物人口学的研究可以估计连锁不平衡,比较等位基因的频率,估计不同个体之间的重组率,有助于建立一个个体在种群中的位置和关系,特别是在真菌种群的研究中。许多真菌可以有性繁殖和无性繁殖,但不清楚何时、如何繁殖以及繁殖多少。利用DNA指纹技术,可以区分有性后代和无性后代,确定某一地区真菌的自然分布[1,16]。
3.2.2物种间遗传距离的确定、物种分类和鉴定Jeffreys等[5]认为一个种群不同成员间高拷贝数的串联重复序列(VNTR)特别适合作为遗传分析中的多态性标记,简单重复序列的不稳定性可导致VNTR长度的快速变化。根据VNTR在一个家系或育种群体中分离和重组的频率,可以确定遗传距离。个体间的亲缘关系可由统计公式:D=2Nab/(Na+Nb)确定,d值越大,亲缘关系越近,遗传距离越小;D值越小,亲缘关系越远,遗传距离越大。因此,DNA指纹技术可用于检测不同物种、同一物种、同一物种不同个体之间的亲缘关系,也可用于确定杂交后代的亲本,分离杂交后代群体,检测近等基因系(或相似系)的多态性,定位检测到的基因。Welsh等人[7]分析了布氏疏螺旋体菌株的DNA指纹,发现莱姆病的病原体实际上是由三个不同的种群组成的。罗朝权等[12]利用AP-PCR鉴定弓形虫株,开创了我国利用DNA指纹技术进行生物分类的先河。
3.3在流行病学中的应用因为DNA指纹具有以下特点:①能反映基因组的变异性;②变异性高;③简单稳定的遗传;④DNA指纹图谱具有体细胞稳定性。因此,与一般流行病学方法相比,它具有不可比拟的优势,是流行病学调查的有效工具。Jan DA等人[17],Denise Chevrel-Dellagi等人[18]使用IS6110序列作为探针,分析结核分枝杆菌菌株的DNA指纹,调查国际上结核病的类型,分析疫情,改进控制结核病的方法。而杨振华等人[19]从67例患者中分离出结核分枝杆菌菌株进行DNA指纹分析,发现分离出PTBN12时容易识别出流行环节,从而为快速控制疾病提供了有力证据。在国内,童小梅等[20]利用随机扩增多态性DNA指纹技术对14例医院感染的新生儿进行病原体流行病学分析,发现儿童体内携带的华纳葡萄球菌菌株的DNA指纹与医务人员鼻部携带的完全一致,从而证明本次感染的病原体为华纳葡萄球菌,传染源为携带该病原体的医务人员。郭永健等[21]对6个月内121产科新生儿中的30例检出的31株铜绿假单胞菌进行了RAPD指纹分析和血清学分型。结果表明,产科新生儿中暴发了铜绿假单胞菌,0∶6/R∶1型为暴发性流行株。
3.4疾病的诊断和治疗鉴于DNA指纹的上述特点,DNA指纹被广泛应用于某些疾病的诊断和治疗。Morral [22]等人发现CF基因第9外显子侧翼含有一个小卫星区,等位基因2.6带常与△F508连锁,关联率为50.6%和41.6%。△F508是最重要的致病突变,如果在可疑患者的电泳图谱中只发现2.6等位基因,就可以初步诊断该病。目前已经在Wilson病、外周神经纤维瘤、成人多束肾、多巴胺能性肌张力障碍、Frecbrech * *共济失调、Kallmunm综合征、视网膜病等基因中或旁边发现了高微卫星区域,从而可以进行基因诊断。Okamoto R [23]利用DNA指纹技术预测骨髓移植后慢性粒细胞白血病的复发,取得了成功。
3.5肿瘤的研究肿瘤是一个多因素、多阶段的变化过程。原因复杂多样,但归根结底还是DNA的变化。一般来说,癌组织和转移灶的DNA指纹与正常组织或外周血细胞不同,常见的是缺失一条或几条带,一条或几条带的密度降低,或癌组织中出现新的带。Thein等人[24]以33.6和33.15为探针,研究了胃肠道肿瘤患者DNA指纹的变化,发现胃肠道肿瘤患者癌组织的DNA指纹都发生了变化,并认为体细胞突变具有种属特异性。刘爽等[25]利用RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA,随机扩增多态DNA)分析技术对6例肝癌患者的癌组织和非癌组织进行分析,发现所有肝癌组织基因组DNA的RAPD指纹图谱均有差异,其中3个匹配的肝癌基因组均有相同的0.9Kb随机扩增片段,杨建昌等[8]利用APHDFF技术检测28例鼻咽癌患者的血液DNA指纹图谱,发现3个DNA片段的频率明显低于健康人。王岱等[26]用LE11.8、和Mb探针,通过Southern杂交检测12例急性髓系白血病患儿外周血或骨髓细胞的基因重排。结果显示,初发或复发的DNA指纹与完全缓解相比有所增加或减少,因此认为急性髓系白血病患儿白血病细胞存在基因重排。
参考资料:
/question/13180448 . html
被调查人:xy _ vanilla-举人四级8-11 13:31。
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观点同题:技术应用指纹原理
其他答案*** 3
DNA指纹技术是分子生物学中的一项新技术。它是在分子水平上区分不同种类生物之间和同一物种之间差异的重要手段。它在法医鉴定、物种起源和进化研究、动物、植物和微生物DNA指纹数据库的建立、畜牧业研究、癌症研究、疾病诊断、亲子鉴定等方面有着非常重要的应用。简要阐述了DNA指纹技术的研究进展及其应用。
回应者:水心·于君-见习魔术师2级8-11 13:33
Dna指纹:指一种完全个体特异性的dna多态性,其个体识别能力足以与一只手相匹配。
指纹,因此得名。可用于个人身份鉴定和亲子鉴定。
DNA指纹的鉴定
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1984年,英国莱斯特大学的遗传学家Jefferys及其合作者首次将分离的人类微卫星DNA作为基因探针,与人类细胞核DNA的消化片段杂交,获得了由多个基因座的等位基因组成的长度不等的杂交带型。这种图案很少是两个人一模一样的,所以被称为“DNA指纹”,意思是像人类的指纹一样对每个人都是独一无二的。DNA指纹的图像在x光胶片上显示出一系列条纹,很像商品上的条形码。DNA指纹技术创造了多种检测DNA多态性的手段(不同个体或不同人群的DNA结构存在差异),如RFLP(限制性内切酶片段长度多态性)分析、串联重复序列分析、RAPD(随机扩增多态性DNA)分析等。各种分析方法都是基于DNA的多态性,产生个体特异性很高的DNA指纹。由于DNA指纹变异性高,遗传稳定,且仍以简单的孟德尔方式遗传,因此成为目前最具吸引力的遗传标记。
DNA指纹有以下特征:1。高特异性:研究表明,两个随机个体具有相同DNA模式的概率仅为3×10-11;如果同时使用两个探针进行比较,两个个体相同的概率小于5× 10-19。世界人口约50亿,即5×109。所以,除非是同卵双胞胎,否则两个人几乎不可能有相同的DNA指纹。2.稳定遗传:DNA是人类的遗传物质,其特征由父母遗传。发现DNA指纹中的每一条带,几乎都可以在其父母一方的图谱中找到,符合经典的孟德尔遗传规律,即双方特征平均有50%遗传给后代。3.体细胞稳定性:即同一个人的血液、肌肉、毛发、精液等不同组织产生的DNA指纹图谱完全一致。
1985年,Jefferys博士首次将DNA指纹技术应用于法医鉴定。1989这项技术被美国国会批准为法庭物证的正式手段。中国警方利用DNA指纹技术解决了数千起棘手的案件。DNA指纹技术具有许多传统法医检验方法所不具备的优势。例如,它仍然可以从四年前的精液斑点和血液样本中提取DNA进行分析。如果用线粒体DNA做检查,时间会延长。此外,还利用DNA指纹技术对发现的千年尸体、俄国革命时期被处决的沙皇尼古拉斯的遗骸、前不久在前南斯拉夫的一次事故中遇难的已故美国商务部长布朗及其随行人员的遗骸进行了鉴定。
此外,它在人类医学中用于识别个体、确定亲缘关系、医学诊断和寻找与疾病相关的遗传标记;可用于动物进化中动物种群的起源和进化;在物种分类中,可以用来区分不同的物种,也有区分同一物种不同品系的潜力。它还广泛应用于作物基因定位和育种。
DNA指纹法的基本操作:从生物样品中提取DNA(DNA一般是部分降解的),高度变异位点(如VNTR系统、串联重复微卫星DNA等。)或用PCR技术扩增完整的基因组DNA,然后将扩增的DNA酶切为DNA片段,用琼脂糖凝胶电泳按分子量分离,转移到尼龙滤膜上,然后将标记的微卫星DNA探针与膜上具有互补碱基序列的DNA片段杂交。
琼脂糖凝胶电泳是分离、鉴定和纯化DNA片段的常规方法。DNA在凝胶中的位置可以通过用低浓度荧光包埋染料溴化乙锭染色来确定。如果需要,DNA条带也可以从凝胶中回收用于各种克隆操作。琼脂糖凝胶的分辨率低于聚丙烯酰胺凝胶,但其分离范围较宽。长度为200bp到近50kbp的DNA可以被各种浓度的琼脂糖凝胶分离。长度为100kb以上的DNA,可以通过电场方向周期性变化的脉冲电场凝胶电泳进行分离。
在基因工程的常规操作中,琼脂糖凝胶电泳是应用最广泛的。它通常使用水平电泳装置,在恒定强度和方向的电场下进行电泳。DNA分子在凝胶缓冲液(通常为碱性)中带负电荷,在电场中从负极向正极迁移。DNA分子的迁移率受分子大小和构象的影响。电场强度和方向、碱基组成、温度和嵌入的染料的影响。