DNA指纹-原理，方法，应用

DNA指纹或DNA谱分析是一种用于确定DNA某一部位的核苷酸序列的过程DNA这在人类中是独一无二的。
DNA指纹识别技术是由莱斯特大学的亚历克·杰弗里爵士在1985年发明的。

表的内容

DNA指纹识别原理

地球上每个人的DNA 99.9%是相同的。不过，约0.1%或3 × 10⁶碱基对(3 × 10⁹bp)的DNA在每个个体中都是独一无二的。
人类基因组具有大量小的非编码但可遗传的碱基序列，这些碱基序列可重复多次。它们不为蛋白质编码，但构成了我们遗传DNA的95%，因此被称为-垃圾DNA。
在密度梯度离心过程中，它们可以作为卫星从体DNA中分离出来，因此称为卫星DNA。
在卫星DNA中，碱基的重复是串联的。根据长度、碱基组成和串联重复单元的数量，卫星dna有微卫星和迷你卫星等子类。
卫星dna显示多态性。当一个位点上的变异出现的频率超过0.01总体时，就使用多态这个术语。
变异是由突变引起的。这些非编码序列中的突变随着时间的推移堆积起来，形成了DNA多态性的基础(基因水平上的变异是由于突变而产生的)。
因此，垃圾DNA区域是由长度多态性组成的，它显示了DNA分子物理长度的变化。
在染色体上的特定位点上，个体之间串联重复的数量是不同的。染色体上的任何一个特定的位点都会有一定数量的重复。
根据重复的大小，重复区域被分为两组。短串联重复序列(STRs)包含2-5个碱基对重复和可变次数串联重复序列有9-80个碱基对的重复。
由于孩子的DNA有50%来自父亲，另外50%来自母亲，所以孩子DNA某一特定区域的VNTRs数量会不同，这可能是由于碱基对的插入、删除或突变造成的。
因此，每个个体都有不同的VNTRs组成，这是DNA指纹的主要原理。
核苷酸的单个变化可能使一个核苷酸的多个裂解位点发生变化，也可能使一些已有的裂解位点消失。
因此，如果任何个体的DNA被限制性内切酶消化，就会产生不同的片段模式(大小)，并在裂解位点位置上有所不同。这是DNA指纹的基本原理。

DNA指纹法

限制性片段长度多态性(RFLP)和短串联重复序列(STRs)聚合酶链反应(PCR)扩增是两种广泛应用于DNA指纹识别的DNA检测方法。

A.限制性片段长度多态性(RFLP)

这个过程的第一步是分离DNA从待测样品材料。RFLP检验的样本量必须足够大，才能得到正确的结果。
一旦得到所需的样本大小，就从样本中分离出DNA受限制消化使用限制性内切酶。
然后消化的DNA样本琼脂糖凝胶电泳分离，根据大小来分离DNA。
下一步是将分离的DNA从凝胶板转移到硝化纤维素上膜与特定于一个VNTR区域的标记探针杂交(VNTR区域核苷酸序列的放射性标记互补序列)。
这种将DNA转移和杂交到硝化纤维素膜上的技术被称为southern blotting，是分子生物学家使用最广泛的DNA检测技术。
在与放射性探针杂交之后X -射线胶片由南面的印迹形成，只有放射性探针结合的地方才会在薄膜上显示出来。
现在这些乐队与其他已知样本相比s，将给出DNA指纹的最终结果。

优势

RFLP被认为比PCR更准确，主要是因为使用的样本大小更多，使用的是新鲜的DNA样本，没有扩增污染。

限制

然而，RFLP需要较长的时间来完成分析，而且成本较高。

B.短串联重复序列(STRs)的聚合酶链反应(PCR)扩增

数千个特定可变区域的拷贝被放大聚合酶链反应这就是这次探测的基础。
用凝胶电泳扩增和分离具有已知重复序列的STR。
- 测量了STR偏移的距离。
为了使用PCR扩增STRs，一种被称为引物的短合成DNA被专门设计用于附着在DNA可变区域两侧高度保守的普通非可变DNA区域上。
将PCR扩增的STR序列大小与其他已知样本进行比较，得到最终的DNA指纹结果。

优势

少量的样品就足以进行试验。
用更短的时间完成。
成本更低。

限制

精度不如RFLP。
放大污染的可能性。

读也:

DNA指纹技术的应用

DNA指纹技术是科学家仅用DNA样本来区分同一物种的个体。这是识别一个人的主要方法。

法医科学:

用于DNA分析的生物材料有:血液、头发、唾液、精液、人体组织细胞等。从证据样本中分离出的DNA可以通过VNTR (Variable number of tandem repeats)原型进行比较。它在解决谋杀和强奸等案件时很有用。

亲子鉴定:

一个人从他或她的父母那里继承他或她的VNTRs。亲子VNTR原型分析已被用于解决争议案件。这一信息也可用于继承案件和移民案件。

个人标识:

它利用DNA指纹作为一种基因条形码来精确定位个体的概念。

遗传性疾病的诊断:

它在诊断产前和新生儿的遗传疾病方面也很有用。这些疾病可能包括囊性纤维化、血友病、亨廷顿舞蹈病、家族性阿尔茨海默病、镰状细胞性贫血、地中海贫血等。

遗传性疾病治疗方法的发展:

通过研究有某种特殊疾病病史的亲属的DNA指纹，可以确定与这种疾病相关的DNA原型。

艾滋病的检测:

通过比较HIV“RNA”带(通过RTPCR转化为DNA)和该男子血液形成的带，可以确定艾滋病患者。

育种计划:

育种家通常使用表型来评估植物或动物的基因型。由于从外观上很难区分纯合或杂合优势，DNA指纹技术可以精确地确定基因型。它主要用于饲养赛马和猎狗。

参考文献

https://nptel.ac.in/courses/102103017/pdf/lecture%2038.pdf
http://www.indiastudychannel.com/resources/155090-The-principles-techniques-application-DNA-fingerprinting.aspx
https://www.biologyexams4u.com/2014/05/dna-fingerprinting-procedure.html#.W4QNuPkzbIU
https://web.wpi.edu/Pubs/E-project/Available/E-project-011306-130417/unrestricted/IQP.pdf
http://www.yourarticlelibrary.com/dna/dna-fingerprinting-principles-and-techniques-of-dna-fingerprinting/12211。