Vân tay DNA: Nguyên tắc và kỹ thuật của dấu vân tay DNA

Đọc bài viết này để tìm hiểu về Dấu vân tay DNA: Nguyên tắc và Kỹ thuật của Dấu vân tay DNA

Khía cạnh lịch sử:

Các nghiên cứu về ngón tay, lòng bàn tay và bản in duy nhất được gọi là dermatoglyphics.

Hình ảnh lịch sự: www2.wmin.ac.uk/~redwayk/lectures/images/DNA_fingerprinting_01.jpg

Nó đã trở thành một chủ đề thu hút sự quan tâm của con người từ thời nguyên thủy khi con người thường săn lùng thức ăn của mình với sự trợ giúp của dấu chân động vật. Khoa học về dấu vân tay lần đầu tiên được Sir William Herschel sử dụng như một phương pháp nhận dạng vào năm 1858. Ở Ấn Độ, khoa học về dấu vân tay được phát hiện tình cờ trong một cuộc điều tra giết người ở Jalpaiguri vào năm 1897.

Alec Jeffreys (1984) đã phát minh ra kỹ thuật lấy dấu vân tay DNA tại Đại học Leicester, Vương quốc Anh. Tiến sĩ VK Kashyap và Tiến sĩ Lalji Singh đã bắt đầu công nghệ vân tay DNA ở Ấn Độ tại CCMB (Trung tâm Sinh học Tế bào và Phân tử) Hyderabad.

Dấu vân tay DNA là gì?

Dấu vân tay DNA (còn được gọi là gõ DNA hoặc hồ sơ DNA). Đây là một kỹ thuật xác định trình tự nucleotide của một số khu vực DNA nhất định duy nhất cho mỗi cá nhân. Mỗi người có một dấu vân tay DNA duy nhất.

Không giống như dấu vân tay thông thường chỉ xuất hiện trên đầu ngón tay và có thể được thay đổi bằng phẫu thuật, dấu vân tay DNA là giống nhau cho mọi tế bào, mô và cơ quan của một người. Nó không thể được thay đổi bởi bất kỳ điều trị được biết đến. Cách lý tưởng để phân biệt một cá thể - với những người khác sẽ là toàn bộ chuỗi DNA bộ gen của người đó.

Nguyên tắc của dấu vân tay DNA:

Do sự khác biệt của chúng, khoảng 0, 1% hoặc 3 x 10 6 cặp cơ sở (trong số 3 x 10 9 bp) cung cấp tính cá nhân cho mỗi con người. Bộ gen của con người sở hữu vô số chuỗi không mã hóa nhỏ nhưng có thể di truyền được lặp đi lặp lại nhiều lần. Các trình tự này xảy ra gần telomere, centromeres, nhiễm sắc thể Y và vùng dị sắc. Khu vực có cùng trình tự các cơ sở được lặp lại nhiều lần được gọi là DNA lặp lại.

Chúng có thể được tách ra dưới dạng vệ tinh từ DNA số lượng lớn trong quá trình ly tâm gradient mật độ và do đó được gọi là DNA vệ tinh. Trong DNA vệ tinh, sự lặp lại của các cơ sở là song song. Tùy thuộc vào độ dài, thành phần cơ sở và số lượng các đơn vị lặp đi lặp lại, DNA vệ tinh có các loại phụ như microsatellites và mini-vệ tinh. DNA vệ tinh cho thấy tính đa hình. Thuật ngữ đa hình được sử dụng khi có một biến thể tại một locus với tần số hơn 0, 01 dân số.

Biến thể xảy ra do đột biến. Trong khi đột biến gen tạo ra các alen với các biểu hiện khác nhau, đột biến trong DNA lặp lại không mã hóa không có tác động ngay lập tức.

Những đột biến trong chuỗi không mã hóa đã chồng chất theo thời gian và tạo thành cơ sở của đa hình DNA (sự biến đổi ở cấp độ di truyền phát sinh do đột biến). Đa hình DNA là cơ sở lập bản đồ di truyền của bộ gen người cũng như in ngón tay DNA.

Lặp lại nucleotide ngắn trong DNA rất cụ thể ở mỗi cá nhân và khác nhau ở
số từ người này sang người khác nhưng được thừa kế. Đây là 'Số lần lặp số Tandem' (VNTR). Chúng cũng được gọi là minisatellites. Mỗi cá nhân thừa hưởng những lặp lại này từ cha mẹ của họ được sử dụng làm dấu hiệu di truyền trong một bài kiểm tra nhận dạng cá nhân.

Ví dụ (Hình 6.39), một đứa trẻ có thể thừa hưởng nhiễm sắc thể với sáu lần lặp lại từ người mẹ và cùng một lần lặp lại bốn lần trong nhiễm sắc thể tương đồng được thừa hưởng từ người cha. Một nửa số alen VNTR của đứa trẻ giống với mẹ và nửa còn lại với bố.

Kỹ thuật lấy dấu vân tay DNA (Hình 6.40):

(i) DNA được chiết xuất từ ​​nhân của các tế bào bạch cầu hoặc tinh trùng hoặc của các tế bào nang lông bám vào rễ của những sợi lông đã rụng hoặc bị kéo ra.

(ii) Các phân tử DNA đầu tiên bị phá vỡ với sự trợ giúp của endonuclease hạn chế enzyme (được gọi là dao hóa học) cắt chúng thành các mảnh. Các đoạn DNA cũng chứa các VNTR.

(iii) Các mảnh được phân tách theo kích thước bằng điện di gel.

(iv) Các mảnh có kích thước cụ thể có VNTR được nhân lên thông qua kỹ thuật PCR. Chúng được xử lý bằng hóa chất kiềm để tách chúng thành các chuỗi DNA đơn.

(v) Các đoạn DNA tách rời được chuyển vào màng nylon.

(vi) Các đầu dò DNA phóng xạ có các chuỗi cơ sở lặp lại bổ sung cho các VNTR có thể được đổ qua màng nylon. Một số trong số chúng sẽ liên kết với các VNTR bị mắc kẹt. Phương pháp lai DNA với các đầu dò được gọi là Phương Nam, theo tên của nhà phát minh, EM Southern (1975). Màng nylon được rửa để loại bỏ các đầu dò thêm.

(vii) Một phim X quang được chiếu vào màng nylon để đánh dấu những nơi mà các đầu dò DNA phóng xạ đã liên kết với các đoạn DNA. Những nơi này được đánh dấu là các dải tối khi phim X-quang được phát triển. Điều này được gọi là tự kỷ.

(viii) Các dải màu tối trên phim X quang đại diện cho dấu vân tay DNA (= cấu hình DNA).

Các ứng dụng của dấu vân tay DNA:

(i) Cá nhân:

Giống như in ngón tay trên da (deroglyphics), in ngón tay DNA có thể giúp phân biệt người này với người khác ngoại trừ cặp song sinh đơn nhân,

(ii) Tranh chấp quan hệ cha con / thai sản:

In ngón tay DNA có thể xác định người mẹ di truyền thực sự, cha và con cái,

(iii) Dòng dõi con người:

DNA từ nhiều xác suất khác nhau đang được nghiên cứu để tìm ra dòng dõi của con người,

(iv) Bệnh di truyền:

Kỹ thuật này đang được sử dụng để xác định các gen liên quan đến các bệnh di truyền,

(v) Pháp y:

In ngón tay DNA rất hữu ích trong việc phát hiện tội phạm và theo đuổi pháp lý. Dấu vân tay DNA đã chứng minh rằng Dhanu, quả bom người, là kẻ giết người thực sự của Shri Rajiv Gandhi, cựu Thủ tướng Ấn Độ,

(vi) Xã hội học:

Nó có thể xác định các nhóm chủng tộc, nguồn gốc của họ, di cư lịch sử và xâm lược. Genography là nghiên cứu về lịch sử di cư của loài người.