DNA指纹的遗传分析
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为什么说DNA也有“指纹”
DNA也被称为个体的遗传“指纹”,这是因为DNA在每个人身上都是独特的,就像指纹一样。
以下是解释DNA为什么具有“指纹”特征的几个原因:
1.基因组成独特性:人体的DNA由数十亿个碱基对组成,
这些碱基对的排列方式形成了独特的基因组。
每个人的DNA序列都在无数的位置上存在微小的差异,这些差异称为单核苷酸多态性(SNP)或简单序列重复(SSR)。
这些差异以及基因突变等因素,使得每个人的DNA在全球范围内都是独一无二的。
2.遗传信息传递:DNA是由父母遗传给子代的,子代的DNA
将包含一部分来自父亲和母亲的基因信息。
这种遗传传递方式保持了家族特征和个体的独特性,形成了每个人都具有独特DNA“指纹”的基础。
3.DNA分析技术:现代的DNA分析技术,如DNA指纹图谱
分析(DNA profiling),根据DNA的特征序列进行比对和识别。
这些技术可以通过检测和分析DNA特定的位点和序列,快速而准确地区分不同个体的DNA样本。
DNA“指纹”可以应用于许多领域,如法医学、亲子鉴定、犯罪调查、人类演化研究等。
使用DNA“指纹”鉴定个体身份或确定亲子关系时,科学家会比较不同个体的DNA序列,寻找匹配或非匹配的特征。
这种匹配程度可以提供高度准确的个体识别和鉴
定结果。
DNA指纹技术的原理及其应用1. 引言DNA指纹技术是一种用于鉴定个体身份的重要工具。
它通过分析个体DNA中的特定区域进行比对,可以确定个体之间的遗传差异。
DNA指纹技术在刑事侦查、亲子鉴定、人类遗传学研究等领域具有广泛的应用价值。
2. DNA指纹技术的原理DNA指纹技术的核心原理是利用DNA序列的多态性进行鉴定。
在人类基因组中,存在着许多具有变异性的DNA序列,称为遗传标记或多态性DNA序列。
这些多态性DNA序列可以通过PCR(聚合酶链式反应)技术进行扩增,并通过凝胶电泳等手段进行检测。
DNA指纹技术主要包括以下几个步骤: - DNA提取:从样本(如血液、唾液、皮肤细胞)中提取DNA。
- PCR扩增:利用特定引物扩增目标DNA片段。
- 凝胶电泳:将PCR产物经过凝胶电泳分离。
- 加色:通过染色剂使DNA片段可视化。
3. DNA指纹技术的应用DNA指纹技术在各个领域中广泛应用,下面将分别介绍其在刑事侦查、亲子鉴定和人类遗传学研究中的应用。
3.1 刑事侦查在刑事侦查中,DNA指纹技术被广泛应用于犯罪嫌疑人的辨认和罪证的确立。
通过对现场留下的DNA样本进行提取和分析,可以与嫌疑人的DNA进行比对,从而确定是否有犯罪嫌疑人存在。
该技术的高度准确性和可靠性使其成为解决复杂刑事案件的重要手段。
3.2 亲子鉴定DNA指纹技术在亲子鉴定中具有重要的应用价值。
通过对父母和子女的DNA进行比对,可以确定两者之间的亲缘关系。
亲子鉴定对于解决争议性的亲属关系问题、维护家庭和谐、保护儿童权益等方面具有重要作用。
3.3 人类遗传学研究DNA指纹技术也被广泛应用于人类遗传学研究领域。
通过对不同个体之间的DNA序列进行比对和分析,可以研究人类遗传变异和演化规律,探索人类群体的起源和迁徙历史。
此外,DNA指纹技术还可以用于鉴定基因突变导致的遗传疾病,为疾病的诊断和治疗提供依据。
4. 结论DNA指纹技术以其高度准确性和可靠性在法医学、医学和科学研究等领域取得了重大突破。
DNA指纹技术的原理与应用论文引言DNA指纹技术是一种通过比较个体DNA序列特征来进行鉴定和识别的方法。
它已经被广泛应用于诸如刑事调查、亲子鉴定、遗传研究等领域。
本文将介绍DNA指纹技术的原理以及其在实际应用中的价值。
DNA指纹技术的原理DNA指纹技术主要基于以下原理进行鉴定和识别: 1. DNA序列的唯一性:每个个体的DNA序列是独特的,除了一千万分之一的基因突变外,DNA序列是不可变的。
2. 特定DNA片段的选择性扩增:通过PCR扩增技术,可以选择性地扩增出特定的DNA片段,使其可以被检测。
3. DNA的电泳分离:通过DNA电泳技术,可以将扩增出的DNA片段按照大小进行分离。
DNA指纹技术的应用DNA指纹技术在各个领域都有着广泛的应用,以下是一些常见的应用案例: -刑事调查:DNA指纹技术可以通过对现场遗留的DNA进行鉴定,帮助警方追踪犯罪嫌疑人并解决案件。
- 亲子鉴定:通过比较亲子之间的DNA序列特征,可以确定亲子关系,为法院提供有效的证据。
- 遗传研究:DNA指纹技术可以帮助科学家进行遗传研究,揭示人类基因组的变异和遗传疾病的发生机制。
- 基因编辑:在基因编辑中,DNA指纹技术可以用来验证编辑后的DNA序列是否与预期一致,保证编辑的准确性。
DNA指纹技术的优势与局限性DNA指纹技术具有以下优势: - 高度敏感:DNA指纹技术可以从几个细胞中提取足够的DNA量进行分析,因此具有很高的敏感性。
- 高度特异性:每个个体的DNA序列是独特的,所以DNA指纹技术可以提供非常特异性的鉴定结果。
- 持久稳定:DNA序列是相对稳定的,在一定程度上可以保持其特征不变,因此可以长期保存。
然而,DNA指纹技术也存在一些局限性: - 样本污染:DNA指纹技术对样本的纯度要求较高,如果样本受到污染,可能会导致结果的不准确性。
- 样本数量限制:DNA指纹技术需要有足够的DNA量才能进行分析,如果样本数量过少,可能无法得到可靠的结果。
四川省玉米品种DNA指纹检测及遗传多样性分析
毛双林;谢彬;顾勇;毛红洁;胡德益;何芳
【期刊名称】《种子》
【年(卷),期】2024(43)4
【摘要】为探究四川省玉米品种的遗传多样性,用40对SSR引物检测2021年四川省玉米联合体试验中234个参试品种的DNA指纹,构建参试品种SSR-DNA指纹库,并基于DNA指纹进行遗传多样性分析和DNA指纹分析。
结果表明,234个参试玉米品种多态信息整体高于早年吉林省和全国审定玉米品种;鲜食玉米组与其他玉米组遗传距离最远;234个参试玉米品种互为不同品种。
2021年四川省参试玉米品种与早年吉林省和全国审定玉米品种相比遗传多样性更丰富,DNA指纹检测通过比例较2014-2019年国家玉米区域试验参试组合有所提高。
【总页数】5页(P136-140)
【作者】毛双林;谢彬;顾勇;毛红洁;胡德益;何芳
【作者单位】四川省种子站;四川育良检测有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】S513
【相关文献】
1.2014-2019年国家玉米区域试验参试组合DNA指纹检测及遗传多样性分析
2.32个百合品种遗传多样性分析和DNA指纹图谱构建
3.290个吉林省审定玉米品种SSR-DNA指纹构建及遗传多样性分析
4.安徽地区主栽粳(糯)稻品种遗传多样
性分析及DNA指纹图谱构建5.中国板栗品种(系)DNA指纹图谱构建及其遗传多样性分析
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DNA指纹的遗传分析【实验原理】“DNA指纹”是指可以利用DNA差异来进行与传统指纹分析相似的身份识别。
DNA指纹是以DNA的多态性为基础,而卫星DNA的发现则是其最重要的奠基石。
卫星DNA是由一短序列(即重复单位或核心序列)多次重复而成,因此也有人称其为可变数目串联重复序列(variable numbers of tandem reprat,VNTR),在人类基因组中存在多种由不同重复单位组成的卫星DNA,重复单位的碱基序列在不同个体中具有高度的保守性,而卫星DNA 的多态性则来源于重复单位的重复次数不同,并形成了众多的等位基因。
列如,人类1号染色体上的VNTR D1S80,核心序列由16个核苷酸组成,拷贝数在14~41个之间,已知29种不同的等位基因。
1984年Jefferys等人首次将分离的人源小卫星DNA用作基因探针,同人类核DNA的酶切片段杂交,产生了由10多条带组成的杂交图谱,不同个体杂交图谱上带的位置就像指纹一样因人而异,因而Jefferys等人称之为DNA 指纹图谱。
产生DNA指纹图谱的过程叫做DNA指纹分析,目前包括PCR、RFLP(限制性内切酶酶切片段长度多态性)和RAPD(随机扩增多态性DNA)等方法。
DNA指纹图谱的基本特点:(1)多位点性:基因组中某些位点的小卫星重复单位含有相同或相似的核心序列。
在一定的杂交条件下,一个小卫星探针可以同时与十几个甚至几十个小卫星位点上的等位基因杂交。
(2)高变异性:DNA指纹图谱反应的是多个位点上的等位基因的特征,具有很高的变异性。
发现两个无血缘关系个体具有相同DNA指纹图谱的概率仅为5×10-19,因此,除了同卵双胞胎,几乎不可能有两个人的DNA指纹图谱完全相同。
(3)稳定的遗传性:DNA指纹图谱中的谱带能够稳定遗传,杂合带遵守孟德尔遗传规律。
子代DNA指纹图谱中产生与双亲都不同的新带的概率(基因突变)仅在0.001~0.004之间。
【实验结果】 1电泳结果图:条带1-6是marker 的条带。
条带7-9是基因D1S80的条带。
条带 1 23 4 5 6 7 8 9 10 11 12 因长度/ bp1031 900 80 0 700 600 500 400 300 250 200 150 10Lg/b P 3.0133 2.9542 2.9031 2.8451 2.7782 2.6990 2.6021 2.4771 2.3979 2.3010 2.1761 2移距离/Cmi.92 2.02 2.14 2.25 2.35 2.51 2.68 2.85 2.98 3.10 3.22 3.3 markerl 标准带的相关曲线基 迁根据图4算出marker 2的相关数据:说明:a.b. 2 marker 的标准曲线的制作:图1:电泳结果图图4: marker 1的标准曲线marker 标准条带的相关数据条带1 2 3 4 5 6 基因长度/bp 240017001000700400 200 ig/bp 3.3802 3.2304 3.0000 2.8451 2.6021 2.3010 迁移距离/cm1.221.411.691.952.282.64度/bp 0marker 的标准曲线图2 marker 的标准曲线3成员A 、C 、D 的D1S80的计算: 根据marker 的标准曲线知表2:条带 A ⑺ C(8) D(9) 迁移距离/cm 2.222.272.32 lg/bp基因长度425 3903584结果记录表:8所以可以估算出条带1' ~6'的标准分子量大概为2400、1700、1000、700、400、200。
将这一组数据应用到实验结果中 marker 标准曲线的绘制上,显然会给实验结果带来很大的影响。
但又不 可避免。
【实验分析及讨论】A 从图1可知小组成员里只有 A C 、D 有正常的条带,而且全是纯合体,而B 、E 、F 并没有出现正确的条 带,分析可能原因:a 在取样时取得太少了,致使提取的 DNA 浓度过低,在该实验的PCF 条件下30个循 环不能得到正确的DNA 分子拷贝。
DNA指纹图谱分析实验一. 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。
DNA指纹名词解释1. 引言DNA指纹是一种针对个体的特定DNA序列进行分析的技术,可用于识别个人身份、确定亲子关系、破解罪案等。
本文将详细解释DNA指纹的定义、原理、应用以及优缺点等相关内容。
2. DNA指纹的定义DNA指纹是DNA序列的一种特征模式,通过分析DNA的多态性位点来进行识别和比对。
DNA指纹是个体间DNA序列的差异性,与人类每个个体具有唯一的DNA序列一样。
DNA指纹通常由DNA分析技术得出,其结果以特定的字符串表示,被称为DNA 指纹图谱。
3. DNA指纹的原理DNA指纹的原理基于DNA的两个特征:遗传稳定性和多态性。
遗传稳定性指的是个体DNA序列在遗传传递过程中基本保持不变,因此DNA指纹可用于确定亲子关系。
多态性指的是DNA序列中存在大量变异位点,这些位点的差异可以用于个体识别。
DNA指纹分析的步骤主要包括DNA提取、DNA扩增、PCR产物分析和电泳分析。
首先,从样本中提取DNA,通常使用血液、唾液或者毛发等。
然后,使用聚合酶链反应(PCR)技术对DNA进行扩增,选择特定的位点进行扩增。
接下来,通过电泳技术将扩增产物进行分离,并通过染色剂对不同长度的DNA片段进行染色。
最后,通过与基因座库中的DNA指纹图谱进行比对,确定个体的DNA指纹。
4. DNA指纹的应用4.1 个体识别DNA指纹是一种有效的个体识别方式,可用于刑事调查、人员鉴定等领域。
通过与数据库中的DNA指纹图谱进行比对,可以确定个体的身份,从而为司法系统提供准确的证据。
4.2 亲子鉴定DNA指纹在亲子鉴定中发挥着重要作用。
通过比对儿童与父母的DNA指纹,可以确定亲子关系。
这对于解决争议的亲子鉴定案件、调解家庭纠纷等具有重要意义。
4.3 疾病诊断和预测DNA指纹也可用于疾病的诊断和预测。
某些遗传病和病态突变与特定的DNA序列有关,通过分析DNA指纹,可以帮助医生确定疾病的患病风险,提供个性化的治疗方案。
4.4 品种鉴定和物种鉴别DNA指纹不仅可以用于个体识别,还可以用于品种鉴定和物种鉴别。
dna指纹鉴定原理《DNA指纹鉴定原理》DNA指纹鉴定是一种现代生物学技术,通过比对DNA分子上特定的序列,可以确定一个个体的独特基因组。
这项技术已经在法医学、犯罪侦查、亲子鉴定等领域得到广泛应用。
DNA指纹鉴定的原理是基于每个人身体细胞中包含的DNA序列的绝对独特性。
DNA(脱氧核糖核酸)是构成所有生物的遗传物质。
人体的每个细胞中都含有DNA,其中包含了一个个体的全部遗传信息。
在人类基因组中,大部分DNA序列是相似或相同的,但也存在一些特殊序列,在不同的个体之间表现出高度变异性。
这些特殊的DNA序列可以用来确定个体的身份,就如同人类的指纹一样。
DNA指纹鉴定的过程包括DNA提取、DNA扩增、分析和比对等步骤。
首先,需要从样本中提取出DNA。
样本可以是血液、唾液、头发、皮肤细胞等。
提取后,通过PCR(聚合酶链式反应)技术扩增特定的DNA序列。
PCR是一种能够在体外扩增DNA的方法,通过热循环反应,可以在短时间内产生大量目标DNA序列。
在扩增后,需要对扩增产物进行分析。
常用的分析方法有凝胶电泳和DNA测序。
凝胶电泳通过将DNA分子在凝胶板上经电场分离,根据DNA分子大小的差异形成不同的条带。
DNA测序则是一种能够确定DNA序列的方法,通过测定扩增产物中每个碱基的排列顺序,从而得到DNA的具体序列。
最后,需要将待鉴定的DNA样本与已知的DNA序列进行比对,判断是否匹配。
比对时,通常选择多个不同特征位点的DNA序列,以提高鉴定结果的可靠性。
相同序列的出现概率极低,所以一旦找到匹配的DNA序列,就可以确定两个样本来自同一个个体或同一亲缘关系。
DNA指纹鉴定的原理是基于人类DNA序列的个体特异性。
每个人的DNA序列都是独特的,就如同指纹一样。
通过对特定的DNA序列进行扩增、分析和比对,可以高度准确地确定个体的身份或亲缘关系,为现代科学和法医学提供了强有力的工具。
DNA指纹技术的应用原理什么是DNA指纹技术?DNA指纹技术是一种用于个体辨识的分析方法,通过比较个体DNA中的特定区域序列,可以确定个体的身份或亲缘关系。
这项技术在刑事侦查、鉴定亲属关系、遗传学研究等领域具有广泛的应用。
DNA结构与分析方法作为遗传物质,DNA是由四种碱基(腺嘌呤,鸟嘌呤,胸腺嘧啶和鳞嘌呤)构成的双螺旋结构。
每个碱基可以与对应的碱基形成互补配对,腺嘌呤和鸟嘌呤之间形成两个氢键,胸腺嘧啶和鳞嘌呤之间形成三个氢键。
这种稳定的互补配对关系使得DNA在复制过程中能精确复制基因信息。
在DNA指纹技术中,常用的分析方法包括PCR扩增、限制性酶切以及凝胶电泳等。
PCR扩增PCR扩增(聚合酶链式反应)是DNA指纹技术的核心步骤之一。
这项技术通过复制DNA特定区域的序列,使这些序列得以扩增到大量数量,以便进行后续的分析。
PCR扩增分为三个步骤:变性、退火和延伸。
在变性步骤中,DNA双链被加热分离为两条链;退火步骤中,低温条件下引入引物,使其与待扩增区域的DNA序列互补结合;在延伸步骤中,通过加入DNA聚合酶和四种碱基等反应物,使引物向前延伸并扩增待测序列。
通过多次循环以上三个步骤,便可扩增出大量的目标序列。
限制性酶切限制性酶切是指将特定酶切割DNA分子的技术。
这些酶可以识别特定DNA序列,并在该序列上切割。
在DNA指纹技术中,使用不同的限制性酶对DNA样本进行切割,生成一系列特定长度的DNA片段。
不同个体的DNA序列存在差异,因此切割后的DNA片段长度也会有所不同。
凝胶电泳凝胶电泳是一种常用的分离技术,可以将DNA片段根据其大小进行分离。
此法是通过将DNA样本加载到琼脂糖凝胶中,然后施加电压使DNA片段在凝胶中迁移。
由于DNA分子带电,会被电场吸引,较小的片段会移动得更快,较大的片段则移动得较慢。
通过和已知长度DNA片段的比对,可以确定未知DNA样本的分子大小。
DNA指纹技术的应用DNA指纹技术在刑事侦查、亲子鉴定、疾病遗传研究等方面具有广泛的应用。
DNA指纹解密身份的关键DNA指纹是一种独特的遗传标记,可以用于确定个体的身份。
DNA 指纹解密身份的关键在于对DNA序列进行分析和比对,通过与数据库中已知的DNA样本进行比对,可以确定一个人的身份。
本文将介绍DNA 指纹的原理、应用以及解密身份的关键。
DNA指纹的原理DNA指纹是通过分析DNA序列中的特定区域来确定个体的遗传信息。
这些特定区域被称为核苷酸多态性位点(polymorphic loci),它们在不同个体之间存在差异。
常用的核苷酸多态性位点包括短串联重复序列(short tandem repeats, STRs)和单核苷酸多态性位点(single nucleotide polymorphisms, SNPs)。
STRs是由2-6个核苷酸重复单元组成的序列,在人类基因组中广泛存在。
不同个体之间,这些STRs的重复次数会有所不同,因此可以用来区分个体。
SNPs是基因组中单个核苷酸发生变异的位置,它们在人群中的频率较高,也可以用来确定个体的遗传信息。
DNA指纹的应用DNA指纹在法医学、亲子鉴定、犯罪侦查等领域有着广泛的应用。
下面将介绍DNA指纹在这些领域的具体应用。
法医学DNA指纹在法医学中被广泛应用于痕迹鉴定和身份确认。
通过对现场留下的血液、唾液、头发等生物样本进行DNA分析,可以确定嫌疑人或受害者的身份。
这对于破解未解之谜、还原真相具有重要意义。
亲子鉴定DNA指纹可以用于确定亲子关系。
通过对父母和子女的DNA进行比对,可以确定是否存在亲子关系。
这对于解决争议、维护家庭稳定具有重要意义。
犯罪侦查DNA指纹在犯罪侦查中起到了至关重要的作用。
通过对现场留下的生物样本进行DNA分析,可以确定嫌疑人的身份。
这对于破案、保护社会安全具有重要意义。
DNA指纹解密身份的关键DNA指纹解密身份的关键在于对DNA序列进行分析和比对。
下面将介绍DNA指纹解密身份的关键步骤。
DNA提取首先需要从样本中提取出DNA。
家养鸟类DNA指纹图谱的建立和遗传学分析随着人们对自然科学的研究越来越深入,遗传学作为一门新兴的学科已经受到越来越多人的重视。
家养鸟类的DNA指纹图谱的建立和遗传学分析也成为了人们的研究重点。
一、DNA指纹图谱的建立DNA指纹是一种基于DNA序列的个体识别技术。
在建立DNA指纹图谱时,首先需要提取鸟类的DNA样本,可以采用血液、羽毛或口腔粘液等样品提取方式。
提取好的DNA样本需要进行PCR扩增以获得足够数量的DNA。
PCR扩增的产物会在凝胶电泳中形成DNA带,根据DNA带的大小和数量,可以建立DNA指纹图谱,并记录下每只鸟类的DNA指纹。
二、家养鸟类DNA指纹图谱的遗传学分析家养鸟类的DNA指纹图谱能够为遗传学分析提供重要的依据。
首先可以利用DNA指纹图谱判断家养鸟类的亲缘关系,如子代与亲本之间的亲缘关系、同一亲本子代之间的亲缘关系等。
此外,还可以分析鸟类的种群结构和群体历史。
通过比对不同个体之间的DNA指纹图谱,可以发现遗传多样性和基因频率等信息,从而研究鸟类的遗传演化、进化和分化等问题。
三、家养鸟类DNA指纹辨识技术的应用前景家养鸟类DNA指纹辨识技术的应用前景十分广泛。
首先,可以用于宠物鸟类的识别和管理,帮助养鸟人员快速精准地辨认不同的宠物鸟类。
其次,家养鸟类DNA指纹辨识技术还可以用于繁殖管理。
通过对配种鸟类的DNA指纹进行分析,可以评估配种的情况和效果,为繁殖管理提供科学依据。
四、家养鸟类DNA指纹图谱建立及分析中需要注意的问题在家养鸟类DNA指纹图谱的建立和遗传学分析过程中,需要注意以下几个问题。
首先是鸟类样本的选择问题。
要保证DNA样本的质量和数量,选择合适的样品非常重要。
其次是PCR扩增反应体系的优化问题,这是影响扩增效果和质量的重要因素。
还需要掌握准确的分析方法,如如何分辨不同长度的DNA带和如何验证DNA指纹图谱的可重复性等。
总之,家养鸟类DNA指纹图谱的建立和遗传学分析在研究鸟类遗传特征、品种鉴定、繁殖管理等方面都具有重要作用,并且应用前景广阔。
DNA指纹的遗传分析实验报告一、实验材料和方法1.实验材料聚丙烯酰胺凝胶、琼脂糖、TAE缓冲液、DNA分子量标准品、对照DNA样品、不同个体DNA样品等。
2.实验步骤(1)样本提取:将不同个体组织或细胞样本加入含有蛋白酶K的裂解缓冲液中,室温摇晃10min后,在65℃水浴中处理1h。
(2)PCR扩增:选取用于DNA指纹的多态性基因座,按照实验方案设计引物,将扩增产物放入PCR酶切反应体系中,在相应酶切后产生DNA片段。
(3)凝胶电泳:将PCR扩增产物注入聚丙烯酰胺凝胶槽中,在电泳仪中进行离子运移和染色等步骤,观察和比对不同样品DNA的图像,得出遗传信息。
二、实验结果和分析实验结果如表1所示:表1 PCR扩增产物长度和样品DNA中的差异不同样品间的PCR扩增产物长度基本相同无明显差异,样品2的信号较弱,可能是样品不纯或程序操作失误导致扩增效率较低。
结果表明PCR扩增产物长度仅与多态性基因座的碱基序列有关,不同个体的产物长度并不一定相同,只有相同个体的PCR扩增产物长度相同。
图1 DNA指纹凝胶图由图1可知,A1、B1、C1三个个体样品所在的条带位置相同;A2、B2、C2三个个体样品所在的条带位置也基本相同。
但A1、A2间、B1、B2间、C1、C2间的PCR扩增产物长度存在明显差异,因此可以对这些个体进行有效的分类。
不同个体之间的差异源于其DNA序列不同,表现为PCR扩增的产物长度不同,电泳分离的条带位置不同。
图中的分子量标准品可以用来判断不同PCR产物的分子量大小,从而得出其绝对或相对分子量大小。
三、实验结论通过实验可知,DNA指纹分析是一种高效、准确、敏感、可靠的遗传分析方法,具有独特的特征与广泛的应用价值。
在亲缘鉴定、犯罪侦查、动物分类等领域均有重要的应用。
本实验通过PCR扩增和凝胶电泳等技术方法,成功地提取、扩增和分离了不同个体样品中的DNA分子,得到了对不同个体DNA序列的可视化展示,并验证了其在鉴定、分类、比对等领域的实用价值。
DNA指纹技术的原理和应用DNA指纹技术是一种通过分析DNA序列的方法,用于识别个体之间的差异和关系。
这项技术的原理是基于每个个体的DNA序列都是独特的,而且DNA序列与亲属间存在遗传上的联系。
通过分析DNA序列的差异,可以确定个体之间的亲缘关系、犯罪嫌疑人的身份以及其他相关信息。
DNA指纹技术的原理基于DNA的结构和功能。
DNA是一种双螺旋结构的分子,由四种碱基(腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶)的不同排列组成。
这些碱基的顺序决定了DNA的信息。
DNA指纹技术利用了DNA序列在个体间的差异,主要通过两个步骤实现:DNA提取和DNA分析。
首先,DNA提取是从生物样本中获取DNA的过程。
常见的DNA样本有血液、唾液、头发、皮肤细胞等。
DNA提取的方法包括细胞裂解、蛋白质酶处理、酒精沉淀等步骤。
通过这些步骤,可以从样本中获得纯净的DNA。
其次,DNA分析是对提取得到的DNA进行处理和分析的过程。
DNA分析的方法主要包括PCR(聚合酶链反应)和电泳。
PCR是一种可以扩增DNA特定片段的技术,通过PCR扩增,可以获得足够多的目标DNA片段,以便进行下一步的分析。
而电泳是一种将DNA片段根据大小进行分离的方法。
通过电泳,可以根据DNA片段的大小,将其分隔成不同的带状图案,来识别DNA的特征。
DNA指纹技术的应用非常广泛,尤其在刑事侦查和法医科学领域有着重要的作用。
下面将介绍一些常见的应用。
首先,DNA指纹技术可以用于犯罪侦查。
当一起犯罪案件发生时,留在现场的血液、唾液等DNA样本可以通过DNA指纹技术进行分析。
通过与嫌疑人或已知DNA数据库的比对,可以确定是否有与嫌疑人相匹配的DNA。
这样可以帮助警方确定犯罪嫌疑人的身份,提供有力的证据。
其次,DNA指纹技术可以用于亲子鉴定。
根据亲子关系的特点,通过比对父母与子女的DNA指纹,可以准确判断亲子关系。
这对于解决争议和确认孩子的父母身份有着重要的意义。
DNA指纹技术还可以用于寻找失踪人口或确定遗体的身份,通过与家属的DNA进行对比,可以找到失踪人口或确认遗体身份。
【实验结果】1 电泳结果图:图1:电泳结果图说明:a.条带1-6是marker的条带。
b.条带7-9是基因D1S80的条带。
2 marker的标准曲线的制作:marker1标准带的相关曲线图4:marker 1的标准曲线根据图4算出marker 2的相关数据:离度所以可以估算出条带1’~6’的标准分子量大概为2400、1700、1000、700、400、200。
将这一组数据应用到实验结果中marker标准曲线的绘制上,显然会给实验结果带来很大的影响。
但又不可避免。
marker标准条带的相关数据图2 marker的标准曲线3成员A、C、D的D1S80的计算:根据marker的标准曲线知表2:4结果记录表:表3:结果记录表【实验分析及讨论】A从图1可知小组成员里只有A、C、D有正常的条带,而且全是纯合体,而B、E、F并没有出现正确的条带,分析可能原因:a在取样时取得太少了,致使提取的DNA浓度过低,在该实验的PCR条件下30个循环不能得到正确的DNA分子拷贝。
b取样不合适,可能在去口腔上皮时并没有在适合的位置取,导致取出来的并不是口腔上皮。
c在操作过程中一些错误的步骤导致没有提出正确的DNA分子。
B图1中最下面的有一排亮亮的条带。
据分析是PCR体系里引物的条带。
但是我们可以发现与B、E、F相比,A、C、D对应的条带最亮最宽,说明引物的含量较多,但是偏偏 A、C、D有正确的条带。
这似乎说不通,但是进一步的分析可以推测有以下两种原因:a在向Pcr小管里加入体系时,由于移液枪不准造成的加入体系不同,但这种概率较小。
b在向胶孔加入样品时由于加入量不同造成的结果。
这个显然比第一种出现的概率要大得多。
C原理中我们指出人类1号染色体上的VNTR D1S80,核心序列由16个核苷酸组成,拷贝数在14~41个之间,已知29种不同的等位基因。
但是我们的实验结果里D的拷贝数为13,却小于14,由于两者比较接近所以将D的拷贝数应该认为是14,而出现这种偏差的原因可能在于:a marker标准的分子量我们是用的周五晚上组的图估算出来的(如图3),并不是说明书上标准的,所以marker的标准曲线与实际的可能有一定的差距,这样就会导致最后的结果也会有一定的差距。
b在photoshop CS3软件测量距离时,并没有专业的分析距离的功能,而是利用相关功能读出来的,所以这可能会给结果带来很大的偏差。
D如果一个个体的两个D1S80等位基因之间相差一个重复,不可以用琼脂糖凝胶电泳检测。
原因是在实验中我们用到的缓冲液是1*TAE,1.5%的琼脂糖。
根据相关资料显示这种胶的的分辨率在80bp~4kb,而一个重复是16bp,所以我们不可以用琼脂糖凝胶电泳检测。
F用PCR、RFLP、RAPD方法产生DNA指纹图谱各有利弊:PCR方法简单,但不准确,还需要设计引物.RFLP 利用酶的特异性给为准确快速,缺点有RFLP分析对样品纯度要求较高,样品用量大,且RFLP多态信息含量低,多态性水平过分依赖于限制性内切酶的种类和数量,加之RFLP分析技术步骤繁琐、工作量大、成本较高,所以其应用受到了一定的限制。
RAPD利用随机的引物原理简单,快速,弊端有RADP图谱中某些弱带重复性较差,而且目前该法在引物长度和序列及应用的引物数目、扩增反应条件等实验技术方面未标准化,影响了不同条件下结果的可比性;每个标记含有的信息量小;有假阳性或假阴性结果;显性标记,无法区分从一个位点扩增的DNA片段是纯合的还是杂合的,无法进行等位基因分析。
用在种以上类群间的比较时无法得到可靠的遗传距离。
【结果与分析】本次实验所选择的方法是D1S80指纹图谱分析的常用方法。
人群中D1S80座位的杂合率约为86%。
从理论上讲,可能存在435种不同的等位基因组合。
利用D1S80座位两侧序列设计的引物(Kasai et al,1990),通过PCR反应,很容易确定特定个体的D1S80等位基因构成,纯合体只有一条DNA带,而杂合体有两条不同的DNA带。
1.将小组的电泳结果拍照,并把照片贴在实验报告上,对照片进行必要的说明,例如,相对分子质量的标记各片段的大小(bp)。
(见附图)2.表7-1 结果记录表注:因为重复数为l的DIS80 PCR 产物长161bp,所以,重复数每增加一个,序列增加长度16 bp。
据此可以催算:重复数=1+(PCR产物大小-161)/163.在班级中调查有无同学D1S80指纹图谱完全相同或部分相同。
自行查找有关人群中D1S80各等位基因频率的资料,计算两个没有亲缘关系的个体,其D1S80指纹图谱完全相同或部分相同的概率。
从各小组的电泳紫外图谱看,有一些同学的DNA指纹图谱看起来有些相似,但鉴于本次实验误差大,难以确定其指纹图谱是相同的。
理论上可能存在435种不同的等位基因组合。
那么D1S80指纹图谱完全相同的概率应为1/(435*435)=1/189221.【讨论】从图电泳图可以看出,只有A、D两小组成员的条带清晰明显。
小组成员E的PCR产物聚集在加样孔中没有迁移,可能是因为其产物不存导致的;其他成员均没有条带或很浅,可能是由于收集的DNA样本过少,未能PCR出足够的扩增产物。
【思考题】用PCR、RFLP、RAPD方法产生DNA指纹图谱各有哪些利弊?答:RFLP分析对样品纯度要求较高,样品用量大,步骤繁琐、工作量大、成本较高;RADP图谱中某些弱带重复性较差,而且目前该法在引物长度和序列及应用的引物数目、扩增反应条件等实验技术方面未标准化,影响了不同条件下结果的可比性;四、结果与分析本次实验所选择的方法是D1S80指纹图谱分析的常用方法。
人群中D1S80座位的杂合率约为86%。
从理论上讲,可能存在435种不同的等位基因组合。
利用D1S80座位两侧序列设计的引物(Kasai et al,1990),通过PCR反应,很容易确定特定个体的D1S80等位基因构成,纯合体只有一条DNA带,而杂合体有两条不同的DNA带。
1.将小组的电泳结果拍照,附于下:216 bp。
据此可以催算:重复数=1+(PCR产物大小-161)/16【讨论】1.本人的条带是第二条,不是很清楚,原因可能是样品浓度过稀,也就是一开始刮取的口腔内壁细胞太少了,水浴时又洒了少许,以至于后来PCR也没扩增出。
还有一个可能的原因就是DNA的纯度不够,带有太多的杂质,从而跑电泳时DNA被杂质阻滞,因此效果不太好。
2.跑出的条带上的DNA是人源小卫星DN A—DIS80的PCR产物。
它是一种具有多位点、高变异、稳定遗传的DNA分子,而且每个人的DIS80DNA中重复序列的数目是不同的,所以它比传统的指纹分析更方便、快捷、准确。
3.实验过程中,有两次水浴的步骤,一定要注意将离心管的盖子盖紧,由于离心管是灭菌的,所以如果盖子盖的不紧,就会从沸水浴中炸开,自己就是这种情况,导致条带不清楚。
思考题:1.用PCR、RFLP、RAPD方法产生DNA指纹图谱各有哪些利弊?答:PCR作为现代生物学研究的一种常用方法,具有特异性高、灵敏度高、简便节约、经济的优点;但是它最大的缺点是对不同的片段条件不同,所以很难掌握,而且必须要得到目的基因片段。
RFLP这种方法比较稳定,但RFLP实验操作繁琐,检测时间长,成本较贵,不太适合大规模的分子育种。
PAPD相对RFLP来说,更加省时省力,不需要进行DNA多种酶切、转膜以及探针的制备等多个步骤,但是它不能用来测定多态性是由父本还是母本产生的,而RFLP这种技术可以做到,而且PADA这项技术源于PCR技术。
2.如果一个个体的两个D1S80等位基因之间相差一个重复,是否仍然可以用琼脂糖凝胶电泳检测,为什么?答:我认为若DIS80等位基因之间只差一个重复序列的话,就不能使用琼脂糖凝胶胶电泳检测了。
因为琼脂糖凝胶电泳的原理是利用琼脂糖的网状聚合结构,分子量的DNA不易穿过,泳动距离就近,反之亦然。
但是一个重复序列也只有166bp。
实在太小了,琼脂糖凝胶不能将它们分离。
五.实验步骤:漱口清洁口腔,再漱口持续1分钟,将漱口水吐到纸杯中。
取1.5ml漱口水放入1.5ml离心管进行离心。
以10000转/分钟的速度离心15分钟,弃上清液。
滴加30μl生理盐水,用移液枪吸吹,用于悬浮细胞。
沸水浴10分钟,结束后立刻用冰水浴冷却,震荡均匀。
以10000转/分钟的速度离心15分钟。
取上清液(约20μl)放入新离心管中。
取5μl上清液加入PCR小管,进行扩增。
结果分析:根据上述实验结果,分析ALDH2基因片段提取过程中出现的误差如下:1.漱口过程中要严格保持持续1分钟,否则会出现口腔上皮细胞数量提取不足。
2.离心过程中要严格配平,口腔上皮细胞液体如果过多李林效果不好,离心管不紧密也可能会导致液体溅出。
3.移液抢在移取液体时,如果不遵守使用规则可能导致获取的生理盐水或离心上清液的浓度值不准确。
4.离心管如果不洁净沾有杂质可能影响实验结果,细胞悬浮不充分不利于沸水浴的大面积接触。
5.PCR技术扩增的过程中,调整时需严格控制,否则会影响电泳操作。
通过ALDH2个体差异分析实验,掌握了利用口腔上皮细胞为实验材料获取ALDH2基因片段的新方法。
同时认识到PCR扩增的方法可以有效定位ALDH2基因位点,为电泳分析提供了有效的手段。
实验过程中也掌握了离心机的使用以及移液枪的标准操作。
从而了解到分子水平分析遗传学以及生物化学过程的准确性。
进一步为人类饮酒健康工作研究奠定基础。