Определение отпечатков пальцев ДНК

Отпечатки ДНК – это метод, используемый для идентификации живых существ на основе образцов их ДНК. Вместо того, чтобы рассматривать всю последовательность ДНК человека, эти методы смотрят на наличие или отсутствие общих маркеров, которые можно быстро и легко идентифицировать.

ДНК-фингерпринтинг объяснил

Этот процесс иногда называют «тестирование ДНК» или «профилирование ДНК», но сигнализирует о том же процессе. Ранняя дактилоскопия ДНК была разработана за годы до секвенирования всего человеческого генома. Отпечатки ДНК, как правило, основаны на коротких тандемных повторах (STR), которые являются уникальными для отдельных людей. Эти участки ДНК можно сравнить между двумя разными образцами. Если они показывают ту же картину после гель-электрофорез, это указывает на то, что образцы взяты из одного источника.

Отпечаток ДНК выглядит примерно как столбцы на бумаге ниже. На этом документе каждая темная полоса представляет собой фрагмент VNTR – и каждый столбец отличается ткань образец. Совпадение будет указываться двумя столбцами, чьи шаблоны VNTR точно совпадают.

Профилирование ДНК отличается от генетического тестирования, в котором образец ДНК проверяется на наличие генов наследственных заболеваний или других признаков. ФБР и другие правоохранительные органы используют индекс CODIS, который сравнивает 13 разделов ДНК и может точно идентифицировать преступников на основе образца ДНК.

ДНК-фингерпринтинг

Этот процесс часто используется в уголовные расследования определить, кровь или образцы ткани, найденные на месте преступления, могут принадлежать данному подозреваемому. Эта технология также используется в тестах на отцовство, где сравнение маркеров ДНК может показать, мог ли ребенок унаследовать свои маркеры от подозреваемого отца.

В науке дактилоскопия ДНК используется в истории растение и популяции животных, чтобы определить, насколько тесно связаны вид и популяции для других видов и популяций. Кроме того, он может отслеживать их распространение во времени. Эта способность смотреть прямо на организм «s ген маркеры произвели революцию в нашем понимании зоология, ботаника, сельское хозяйство и даже история человечества.

Этапы снятия отпечатков ДНК

Чтобы выполнить дактилоскопию ДНК, сначала необходимо получить образец ДНК! Для этого образец, содержащий генетический материал, должен быть обработан различными химическими веществами. Типичные образцы, используемые сегодня, включают мазки крови и щеки.

Эти образцы должны быть обработаны серией химических веществ, чтобы взломать клетка мембраны, обнажить образец ДНК и удалить нежелательные компоненты – такие как липиды и белки – до появления относительно чистой ДНК.

ПЦР-амплификация (необязательно)

Если количество ДНК в образце мало, ученые могут провести ПЦР – полимеразную цепную реакцию – амплификацию образца.

ПЦР – это гениальная технология, которая по существу имитирует процесс репликации ДНК, осуществляемый клетками. Нуклеотиды и ферменты ДНК-полимеразы добавляются вместе с «праймерными» кусочками ДНК, которые будут связываться с образцом ДНК и давать полимеразам отправную точку.

«Циклы» ПЦР можно повторять до тех пор, пока образец ДНК не будет скопирован много раз в лаборатории, если это необходимо.

Лечение ферментами рестрикции

Наилучшими маркерами для быстрого и легкого профилирования ДНК являются те маркеры, которые можно надежно идентифицировать с помощью обычных рестрикционных ферментов, но которые сильно различаются у разных людей.

Для этой цели ученые используют повторяющиеся последовательности – участки ДНК, которые имеют одинаковую последовательность, чтобы их можно было идентифицировать с помощью одних и тех же ферментов рестрикции, но которые повторяются у разных людей разное количество раз. Типы повторов, используемых в профилировании ДНК, включают тандемные повторы с переменным числом (VNTR), особенно короткие тандемные повторы (STR), которые ученые также называют «микросателлитами» или «мини-сателлитами».

После того, как достаточное количество ДНК было выделено и амплифицировано, при необходимости его следует разрезать рестриктазами для выделения VNTR. Ферменты рестрикции – это ферменты, которые прикрепляются к определенным последовательностям ДНК и создают разрывы в цепях ДНК.

В генной инженерии ДНК разрезается ферменты рестрикции а затем «сшитые» обратно лигазами для создания нового, рекомбинантная ДНК последовательности. Однако при профилировании ДНК необходима только режущая часть. Как только ДНК была разрезана для выделения VNTR, пришло время запустить полученные фрагменты ДНК на геле, чтобы увидеть, как долго они будут!

Гель-электрофорез

Гель-электрофорез это блестящая технология, которая разделяет молекулы по размеру. «Гель», о котором идет речь, – это материал, через который молекулы могут проходить, но только на медленной скорости.

Так же, как сопротивление воздуха замедляет большой грузовик больше, чем мотоцикл, сопротивление, предлагаемое гелем для электрофореза, замедляет большие молекулы больше, чем маленькие. Эффект геля настолько точен, что ученые могут точно сказать, насколько молекула это видеть, как далеко он движется в данном геле за установленное количество времени.

В этом случае измерение размера фрагментов ДНК из образца, который был обработан рестриктазой, скажет ученым, сколько копий каждого VTNR повторяет образец ДНК.

Это называется «электрофорез», потому что для перемещения молекул через гель применяется электрический ток. Поскольку сахарофосфатный остов ДНК имеет отрицательный электрический заряд, электрический ток протягивает ДНК вместе с ней через гель.

Посмотрев, сколько фрагментов ДНК продуцируют рестрикционные ферменты и размеры этих фрагментов, ученые могут «отследить» донора ДНК.

Трансфер на Южное пятно

Теперь, когда фрагменты ДНК разделены по размеру, они должны быть перенесены в среду, где ученые могут «прочитать» и записать результаты электрофореза.

Для этого ученые обрабатывают гель слабой кислотой, которая расщепляет фрагменты ДНК на отдельные нуклеиновые кислоты, которые легче растираются на бумаге. Затем они «промокают» фрагменты ДНК на нитроцеллюлозной бумаге, которая фиксирует их на месте.

Лечение радиоактивным зондом

Теперь, когда ДНК зафиксирована на промокательной бумаге, ее обрабатывают специальным химическим веществом-зондом, которое прилипает к нужным фрагментам ДНК. Это химическое вещество является радиоактивным, что означает, что он будет создавать видимую запись при воздействии рентгеновской бумаги.

Этот метод блоттинга фрагментов ДНК на нитроцеллюлозную бумагу с последующей обработкой радиоактивным зондом был обнаружен ученым по имени Эд Саузерн – отсюда и название «саузерн-блот».

Забавно, что тот факт, что Южный блот назван в честь ученого, а не направление «юг», не помешал ученым назвать похожие методы «северным» и «западным» пятнами в честь Южного блота.

Рентгеновская экспозиция

Последний шаг процесса – превратить информацию из фрагментов ДНК в видимую запись. Это делается путем экспонирования промокательной бумаги с ее радиоактивными полосами ДНК рентгеновской пленкой.

Рентгеновская пленка «вырабатывается» излучением, точно так же, как пленка камеры развивается видимым светом, что приводит к визуальной записи рисунка, создаваемого «отпечатком пальца» ДНК человека.

Чтобы обеспечить четкий отпечаток, ученые часто оставляют рентгеновскую пленку на слаборадиоактивной бумаге для блоттинга на день или более.

После того, как изображение было разработано и исправлено, чтобы предотвратить дальнейшее воздействие света на изменение изображения, этот «отпечаток пальца» можно использовать, чтобы определить, являются ли два образца ДНК одинаковыми или похожими!

викторина

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *