一、DNA鉴定的特异性技术
DNA的特异性来源于其独特的碱基序列排列,尤其是非编码区的短串联重复序列(STR)和单核苷酸多态性(SNP)。这些区域在个体间差异显著,成为鉴定的关键标记。以下是常用的DNA特异性鉴定技术:
短串联重复序列(STR)分析
STR是基因组中重复次数可变的2-6碱基序列。通过PCR扩增特定STR位点,结合毛细管电泳分离,生成个体独特的DNA图谱。国际通用的CODIS系统通常分析13-20个STR位点,两个人共享同一图谱的概率可低至1/1000亿。
单核苷酸多态性(SNP)分析
SNP是单个碱基的变异,在人类基因组中约有3000万个。其高密度分布适用于微量或降解样本的鉴定,例如高度腐败的生物检材。限制性片段长度多态性(RFLP)
早期技术通过限制性内切酶切割DNA,分析片段长度差异。尽管灵敏度较低,但曾用于亲子鉴定中的染色体RFLP图谱比对。
扩增片段长度多态性(AFLP)
结合限制性酶切与PCR扩增,通过选择性扩增特定片段实现高分辨率分析。适用于复杂DNA样本的指纹图谱生成。
甲基化特异性检测
针对DNA表观遗传修饰(如甲基化)的技术,包括重亚硫酸盐测序(Bisulfite sequencing)和甲基化特异性PCR(MSP),用于癌症等疾病相关基因的特异性分析。
二、构成人体DNA的成分范围
人体DNA的化学组成具有高度保守性,主要包括:
脱氧核糖(五碳糖)
磷酸基团
四种含氮碱基:腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)
不包含的成分包括:
尿嘧啶(U)
尿嘧啶是RNA特有的碱基,DNA中由胸腺嘧啶(T)替代,两者通过氢键配对(A-T,C-G)维持双螺旋结构。
核糖
DNA的糖成分为脱氧核糖(比核糖少一个羟基),而RNA以核糖为骨架。
蛋白质或其他大分子
DNA提取过程中需通过蛋白酶消化去除蛋白质,确保纯化后的样本仅含核酸成分。
三、技术应用与挑战
DNA鉴定技术已广泛应用于:
法医学:嫌疑人识别、历史悬案破解。
亲子鉴定:通过STR或SNP匹配亲缘关系。
遗传病诊断:检测致病基因突变。
然而,其局限性包括:
样本质量要求高:降解或微量DNA可能影响扩增效率。
同卵双胞胎无法区分:因DNA序列高度一致。
伦理与隐私争议:需平衡技术应用与个人信息保护。
四、总结
DNA鉴定的核心在于利用STR、SNP等特异性标记,结合PCR、电泳等技术实现高精度识别。其成分的独特性(如不含尿嘧啶)是区分DNA与其他生物分子的关键。随着测序技术的进步,DNA鉴定将在司法、医疗等领域持续发挥不可替代的作用。