DNA指纹图谱分析[DNA Fingerprinting ](图)

一.实验目的

1.掌握DNA指纹图谱技术的概念、原理和基本操作过程

2.学习DNA的限制性酶切的基本技术

3.掌握琼脂糖凝胶电泳的基本操作技术，学习利用琼脂糖凝胶电泳测定DNA片段的长度，并能对实验结果进行分析。

二.实验原理

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源小卫星DNA 用作基因探针，同人体核DNA 的酶切片段杂交，获得了由多个位点上的等位基因组 成的长度不等的杂交带图纹，这种图纹极少有两个人完全相同，故称为"DNA指纹"，意思是它同人的指纹一样是每个人所特有的。

DNA指纹的图像在X光胶片中呈一系列条纹，很像商品上的条形码。DNA 指纹图谱，开创了检测DNA 多态性（生物的不同个体或不同种群在DNA结构上存在着差异）的多种多样的手段，如RFLP （限制性内切酶酶切片段长度多态性）分析、串联重复序列分析、RAPD （随机扩增多态性 DNA ）分析等等。

各种分析方法均以DNA 的多态性为基础，产生具有高度个体特异性的DNA 指纹图谱，由于DNA 指纹图谱具有高度的变异性和稳定的遗传性，且仍按简单的孟德尔方式遗传，成为目前最具吸引力的遗传标记。

DNA 指纹具有下述特点：1.高度的特异性：研究表明，两个随机个体具有相同DNA 图形的概率仅3 × 10 -11 ；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 指纹的图形完全相同。2.稳定的遗传性：DNA 是人的遗传物质，其特征是由父母遗传的。

分析发现，DNA 指纹图谱中几乎每一条带纹都能在其双亲之一的图谱中找到，这种带纹符合经典的孟德尔遗传规律，即双方的特征平均传递 50 ％ 给子代。3.体细胞稳定性：即同一个人的不同组织如血液、肌肉、毛发、精液等产生的DNA 指纹图形完全一致。

1985 年Jefferys 博士首先将DNA 指纹技术应用于法医鉴定。1989年该技术获美国国会批准作为正式法庭物证手段。我国警方利用DNA 指纹技术已侦破了数千例疑难案件。

DNA 指纹技术具有许多传统 法医检查方法不具备的优点，如它从四年前的精斑、血迹样品中，仍能提取出DNA 来作分析；如果用线粒体DNA 检查，时间还将延长。此外千年古尸的鉴定，在俄国革命时期被处决沙皇尼古拉的遗骸，以及最近在前南地区的一次意外事故中机毁人亡的已故美国商务部长布朗及其随行人员的遗骸鉴定，都采用了DNA 指纹技术。

此外，它在人类医学中被用于个体鉴别、确定亲缘关系、医学诊断及寻找与疾病连锁的遗传标记；在动物进化学中可用于探明动物种群的起源及进化过程；在物种分类中，可用于区分不同物种，也有区分同一物种不同品系的潜力。在作物的基因定位及育种上也有非常广泛的应用。

DNA 指纹图谱法的基本操作：从生物样品中提取DNA（DNA 一般都有部分的降解），可运用PCR 技术扩增出高可变位点（如VNTR 系统，串联重复的小卫星DNA 等）或者完整的基因组DNA ，然后将扩增出的DNA 酶切成DNA 片断，经琼脂糖凝胶电泳，按分子量大小分离后，转移至尼龙滤膜上，然后将已标记的小卫星DNA 探针与膜上具有互补碱基序列的DNA 片段杂交，用放射自显影便可获得DNA 指纹图谱。

琼脂糖凝胶电泳是分离，鉴定和纯化DNA 片段的常规方法。利用低浓度的荧光嵌入染料- 溴化乙锭进行染色，可确定DNA 在凝胶中的位置。如有必要，还可以从凝胶中回收DNA 条带，用于各种克隆 操作。琼脂糖凝胶的分辨能力要比聚丙烯酰胺凝胶低，但其分离范围较广。

用各种浓度的琼脂糖凝胶可以分离长度为200bp 至近50kbp的DNA 。长度100kb 或更大的DNA ，可以通过电场方向呈周期性变化的脉冲电场凝胶电泳进行分离。