DNR pirštų atspaudai: DNR pirštų atspaudų principai ir metodai

Perskaitykite šį straipsnį, kad sužinotumėte apie DNR pirštų atspaudus: DNR pirštų atspaudų principus ir metodus

Istorinis aspektas:

Pirštų, delnų ir vienintelių atspaudų tyrimas vadinamas dermatoglifais.

Image Courtesy: www2.wmin.ac.uk/~redwayk/lectures/images/DNA_fingerprinting_01.jpg

Jis buvo žmogaus intereso objektas nuo primityvių laikų, kai žmogus, naudodamas gyvūno pėdų atspaudus, medžiojo savo maistą. Pirmasis Williamas Herschelis pirštų atspaudų mokslas pirmą kartą buvo naudojamas kaip identifikavimo metodas 1858. Indijoje pirštų atspaudų mokslas buvo aptiktas 1897 m. Jalpaiguri nužudymo tyrimo metu.

Alec Jeffreys (1984) išrado DNR pirštų atspaudų nustatymo techniką Leicesterio universitete, Jungtinėje Karalystėje. VK Kashyap ir dr. Lalji Singh pradėjo DNR pirštų atspaudų technologiją Indijoje CCMB (Cell and Molecular Biology Center) Hyderabad.

Kas yra DNR pirštų atspaudai?

DNR pirštų atspaudai (dar vadinami DNR tipavimu arba DNR profiliavimu). Tai yra būdas nustatyti DNR tam tikrų sričių, kurios yra unikalios kiekvienam individui, nukleotidų sekas. Kiekvienas asmuo turi unikalų DNR pirštų atspaudą.

Skirtingai nuo įprastų pirštų atspaudų, kurie atsiranda tik pirštų galiukais ir gali būti keičiami operacijos metu, DNR pirštų atspaudai yra tokie patys kiekvienam žmogaus ląstelei, audiniui ir organui. Jis negali būti keičiamas jokiu žinomu gydymu. Idealus būdas atskirti asmenį - nuo kitų žmonių būtų jo visa genomo DNR seka.

DNR pirštų atspaudų principas:

Savo skirtumais apie 0, 1% arba 3 x 106 bazinių porų (iš 3 x 109 bp) suteikia individualumą kiekvienam žmogui. Žmogaus genomas turi daug mažų nekoduojančių, bet paveldimų bazių sekų, kurios kartojamos daug kartų. Šios sekos vyksta netoli telomero, centromero, Y chromosomos ir heterochromatinės zonos. Keli kartus kartojama ta pati bazių seka yra vadinama pasikartojančia DNR.

Jie gali būti atskirti kaip palydovai iš didžiosios DNR tankio gradiento centrifugavimo metu ir vadinami palydovine DNR. Palydovinėje DNR bazių kartojimas yra vienalaikis. Priklausomai nuo ilgio, bazinės sudėties ir tandemiškai pasikartojančių vienetų skaičiaus, palydovinės DNR turi tokias subkategorijas kaip mikrosateliai ir mini-palydovai. Palydovinės DNR rodo polimorfizmą. Terminas „polimorfizmas“ naudojamas, kai lokuso variante yra daugiau kaip 0, 01 populiacijos.

Skirtumai atsiranda dėl mutacijų. Nors mutacijos genuose gamina aleles su skirtingomis išraiškomis, mutacijos nekoduojančioje pasikartojančioje DNR neturi tiesioginio poveikio.

Šios mutacijos nekoduojančiose sekose su laiku susikaupė ir sudaro DNR polimorfizmo pagrindą (genų lygio pokyčiai atsiranda dėl mutacijų). DNR polimorfizmas yra genetinio žmogaus genomo, taip pat DNR pirštų spausdinimo pagrindas.

Trumpi nukleotidų pakartojimai DNR yra labai specifiniai kiekviename individe ir skiriasi
numeris iš asmens į kitą, bet yra paveldėtas. Tai yra „Kintamasis skaičius Tandemo pakartojimai“ (VNTR). Jie taip pat vadinami „minisateliais“. Kiekvienas asmuo paveldi šiuos pakartojimus iš savo tėvų, kurie yra naudojami kaip genetiniai žymenys asmens tapatybės teste.

Pavyzdžiui (6.39 pav.), Vaikas gali paveldėti chromosomą su šešiomis tandeminėmis kartomis iš motinos ir tą patį tandemą, kuris kartojamas keturis kartus iš tėvo paveldėtos homologinės chromosomos. Pusė vaiko VNTR alelių yra panašios į motinos ir kitos pusės - tėvo - alelių.

DNR pirštų atspaudų metodas (6.40 pav.):

i) DNR išgaunama iš baltųjų kraujo kūnelių arba spermatozoidų arba plaukų folikulų ląstelių branduolių, prilipusių prie nugriovusių arba ištrauktų plaukų šaknų.

(ii) DNR molekulės pirmiausia suskaidomos naudojant fermento restrikcijos endonukleazę (vadinamą cheminiu peiliu), kuris juos suskirsto į fragmentus. DNR fragmentai taip pat turi VNTR.

(iii) fragmentai atskiriami pagal dydį gelio elektroforezės būdu.

(iv) Konkretaus dydžio fragmentai, turintys VNTR, dauginami PGR metodu. Jie yra apdorojami šarminiais chemikalais, kad juos padalintų į vienos grandinės DNR.

(v) Atskiros vienos grandinės DNR fragmentai perkeliami į nailono membraną.

(vi) Radioaktyviosios DNR zondai, turintys pakartotines bazines sekas, papildančias galimus VNTR, pilamos ant nailono membranos. Kai kurie iš jų prisijungs prie viengubų VNTR. DNR ir zondų hibridizavimo metodas vadinamas Southern Blotting, po išradėjo pavadinimo EM Southern (1975). Nailono membrana nuplaunama, kad pašalintumėte papildomus zondus.

(vii) rentgeno plėvelė yra veikiama nailono membrana, kad būtų pažymėtos vietos, kuriose radioaktyvieji DNR zondai yra susieti su DNR fragmentais. Šios vietos yra pažymėtos kaip tamsios juostos, kai sukuriamas rentgeno filmas. Tai vadinama autoradiografija.

(viii) Tamsios juostos ant rentgeno juostos žymi DNR pirštų atspaudus (= DNR profilius).

DNR pirštų atspaudų taikymas:

i) Individualumas:

Kaip ir odos pirštų spausdinimas (dermatoglifai), DNR pirštų spausdinimas gali padėti atskirti vieną žmogų nuo kito, išskyrus dvigubus monozigotus,

ii) ginčai dėl tėvystės / motinystės:

DNR pirštų spausdinimas gali nustatyti tikrąją genetinę motiną, tėvą ir palikuonis,

(iii) Žmogaus linija:

DNR iš įvairių tikimybių yra tiriama siekiant nustatyti žmogaus liniją,

(iv) Paveldimos ligos:

Ši technika naudojama genų, susijusių su paveldimomis ligomis, identifikuoti,

v) teismo ekspertizė:

DNR pirštų spausdinimas yra labai naudingas nustatant nusikaltimus ir teisinius užsiėmimus. DNR pirštų atspaudai parodė, kad žmogaus bomba Dhanu buvo tikrasis Indijos ministras pirmininkas Shri Rajiv Gandhi žmogžudys,

vi) sociologija:

Ji gali nustatyti rasines grupes, jų kilmę, istorinę migraciją ir invazijas. Genografija yra žmonių rūšių migracijos istorijos tyrimas.