DNA指紋電泳原理

 

DNA指紋電泳原理

原理如下: (留意，以下的不是DNA電泳的操作方法)

1. 不同人體內的DNA有99.9%是相同的(註)，但有約0.1%是每個人不同的，這段DNA稱為「可變數目串聯重複(VNTR)」。不同人這段DNA內可重複的數目不同，因此每個人這段DNA的鹼基序列皆不同。

2. 使用這VNTR的DNA片段，利用相同的限制酶，便可切出不同長度的DNA片段，每個人不同。

3. 由於DNA帶負電。

4. 於電泳裝置，DNA片段便會向正極移動。不同大小的DNA片段移動速度不同。較短的移動較快，較長的較慢，因此不同長度的DNA片段便可形成不同的DNA橫紋，稱為DNA指紋。

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註: 留意，這裡所說的不同人體內DNA有99.9%相同，指的不是鹼基序列，而是基因。不同人的基因基本是相同的(不同人種則會有極少量不同的基因差異)，祇是同一基因，不同人可能擁有不同的等位基因而已。同一基因中不同的等位基因的長度基本是一樣的，因此不可能用以作為DNA指紋分析之用，因為DNA指紋分析依靠的是DNA片段的長度，而不是鹼基序列。

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相關問題: (建議答案在最後)

1.     為何要使用相同的限制酶切斷DNA?

2.     為何VNTR這段DNA片段，每個人也不同?

3.     每個人的基因組合皆不同(即等位基因不會完全相同)，那為何一定要使用VNTR片段才能進行DNA指紋分析?

4. 每一條DNA橫紋代表的是甚麼?

5 為何不同的DNA橫紋有不同的寬度?

6. 有親緣關係的DNA指紋之間，應有甚麼特點?

7. 相同大小的DNA片段，是否代表鹼基序列相同?

8. 一般而言，採樣時祇取得少量DNA樣本，如何足夠以進行DNA指紋分析?

9. 如果想知道受測樣本每一條橫紋代表的鹼基序列大小的話，需要一個標記樣本。試加以解釋。

10. 利用DNA指紋分析，能否檢測出某人是否有遺傳病等位基因?

11. 利用單一的DNA指紋，是否能識別屬於誰的?

 

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相關問題(建議答案)

1.     為何要使用相同的限制酶切斷DNA?

答: 使用相同限制酶切斷DNA片段，才能更公平地比較不同的DNA片段大小。如使用不同限制酶的話，便肯定不同的DNA樣本一定被切斷成不同的大小，無法比較。

2.     為何VNTR這段DNA片段，每個人也不同?

答: 這段DNA片段內並沒有帶有影響人類正常運作的基因，因此出現突變後也不會影響人的運作，使這段DNA可不斷發生隨機的變化，使每個人也不同。

3.     每個人的基因組合皆不同(即等位基因不會完全相同)，那為何一定要使用VNTR片段才能進行DNA指紋分析?

答: 如基因相同的話，即使等位基因不同(即部份鹼基不同)，但整體長度也沒有大變化，如用作DNA指紋分析的話，便每個人也差別不大了。

4.     每一條DNA橫紋代表的是甚麼?

答: 這DNA片段的大小。例如1000bp，代表有1000個鹼基對。

5.     為何不同的DNA橫紋有不同的寬度?

答: 寬度代表含有這DNA片段大小的數量。例如1000bp的DNA片段有10條的話，便較有5條的寬。

6.     有親緣關係的DNA指紋之間，應有甚麼特點?

答: 有親緣關係的人，部分染色體是相同的，因此DNA指紋內有些DNA片段大小應是相同的。

7.     相同大小的DNA片段，是否代表鹼基序列相同?

答: 不是!

8.     一般而言，採樣時祇取得少量DNA樣本，如何足夠以進行DNA指紋分析?

答: 使用PCR技術，先大量複製DNA，才再進行DNA指紋分析處理。

9.     如果想知道受測樣本每一條橫紋代表的鹼基序列大小的話，需要一個標記樣本。試加以解釋。

答: 單純祇有一個樣本的話，其實無法確定是屬於誰的。DNA指紋法祇有在有參考的情況(即標記樣本)才能進行對比。

10.  利用DNA指紋分析，能否檢測出某人是否有遺傳病等位基因?

答: 不能。DNA指紋檢測的是VNTR片段，這段內沒有基因。檢測遺傳病等位基因需要直正檢測鹼基序列。DNA指紋法並不是檢測鹼基序列，僅檢測VNTR內的DNA片段大小。

11. 利用單一的DNA指紋，是否能識別屬於誰的?

答: 不能夠。跟手指的指紋不同，現時並沒有記錄所有人的DNA指紋用以識別個人身份的。雖然每個人的可變數目串聯重複(VNTR)的鹼基序列不同，但如使用不同的限制酶話，便會得到不同的DNA長度片段。現時使用DNA指紋分析時，必須使用其他樣本來作對比參考的。例如在親子鑑定時，祇套取單一個體的DNA指紋時，其實你還不知道跟誰的DNA指紋吻合，必須同時有相關人士的DNA指紋，比對下才能判斷的。

不過，理論上，可以記錄每個人VNTR的鹼基序列來作個人身份識別的，祇是現時還未有任何國家或地區採用這方法。