母系遗传关系是怎样鉴定的？DNA亲子鉴定的科学原理.docx

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1、4系遗传关系是怎样鉴定的？ DNA亲子鉴定的科学原理DNA鉴定技术(DNA profiling )的问世极大提升了破案率,其在亲子关系鉴定中的应用更是深深地影响了人们的生活和认知。不过，要还原事实的真相,用正确的操作获取准确的DNA鉴定结果只是重要的一步，我们还需要其他证据的相互印证、补充，才能形成完整的证据链。但这并不妨碍我们首先从原理上、思想方法上理解亲子鉴定，为解读一份鉴定报告做好理论准备。亲子鉴定(paternity testing )是利用生物学的理论和技术，判断个体间是否存在亲生关系的鉴定技术。在影视剧和日常生活中，我们看到、听说的亲子鉴定往往是用来鉴定父-子/女关系，但亲子鉴定同

2、样可以鉴定母-子女关系、兄弟姐妹关系以及其他亲属关系，原理类似，可靠度随具体情况有所变化。因此，亲子鉴定也常用于被拐骗和失散子女的认领、死者身份鉴定等民事或刑事司法鉴定。祖传的染色体：亲子鉴定的生物学基础人类基因组(Human genome )包含两部分,一是细胞核内的23对染色体DNA (核基因组)，一是细胞质线粒体内的线粒体DNA (线粒体基因组)。核基因组是继承自父、母的各23条染色体组成的而线粒体则全部来源于母亲。基因组的源流就构建了整个人类社会的血缘伦理大厦。亲子关系，最终靠的是鉴定染色体来源。K2人12345( X101112人卜I!131415uvn161718192022X/Y

3、6789图：人类核基因组，包含23对染色体，每一对染色体中的一条来自父亲、另一台来自母亲。在生小孩的时候，也会在每一对染色体中随机挑选一条传自己的孩子。男性最后一对染色体为XY ,女性为XXO |来源：wikipeida滴血认亲：亲子鉴定的古早方法亲子鉴定不是一个新问题，人们不再相信感应生子，转而信奉有果必有因、有其子必有其父已经两千多年了。但是，真正有科学基础的亲子鉴定方法是从二十世纪初人类血型系统及血清学发展之后才开始建立起来的。这一鉴定方法的原理是基于血清学的检测结果：不同人类个体存在独特的蛋白质抗原性,而亲子之间的蛋白质抗原性趋向相同。比如人们所熟知的ABO血型系统，一对0型血夫妇的宝

4、宝如果是A或B型，那么得证爹不是亲爹；如果宝宝是AB血型，那么请拨打110报警,妈也不是亲妈。但是这种方法的排斥力有限检测A、B、AB血型均排斥了宝宝是亲生的可能性，但宝宝如果是O型血，却并不能证明一定是亲生。要解决这个问题，可以采用HLA检测。HLA是指人类白细胞抗原(Human leukocyte antigen ),在人群中具有很高的多态性，是在器官移植过程中必须进行检测的项目,HLA不匹配会造成排斥。HLA检测用于亲子鉴定的排斥力较强，达到80%，但需要大量血液样品，不适合小于六个月的婴儿。随着人类对遗传物质本质的认识不断深入,以及检测DNA技术的发展，亲子鉴定进入DNA检测时代。DN

5、A检测成为最准确的亲子鉴定方法。较早的DNA 检测依赖的是 RFLP ( Restriction fragment length polymorphism ),即限制性内切片段长度多态性，原理是，不同序列的DNA经限制性内切酶切割后会产生长度不同的片段。而现行应用最广泛的是PCR检测，它主要通过扩增短的串联重复序列(short tandem repeats , STR )长度差异来鉴定亲子关系。爰好刑侦的童鞋都知道,当代法证医学仅使用微量痕迹就能鉴定DNA ,靠的就是PCR扩增。此前我们介绍的新冠病毒核酸检测,靠的也是PCR扩增。图：二十世纪亲子鉴定的技术发展。1什么样的检测结果有效？一个检测

6、结果要想有效，需要根据实验原理设计实验，设计中需要有很好的对照：阴性对照和阳性对照。根据原理和实验操作，阳性样品出现阳性结果可证明本检测系统的可以工作，而阴性样本出现阴性结果证明本检测系统未被污染。如果阴性对照出现阳性结果、或者阳性对照出现阴性结果，都会推翻本次检测结果。此外，实验要规范，并且经得起必要的重复，如果某样品一会阳性、一会阴性，那谈何准确？总结起来，就是理论可行设计合理操作规范。某宫斗剧中有一段精彩的滴血认亲大戏，这三条可是一样都没沾，滴血认亲没啥科学道理。左图：阴性对照如果出现阳性结果，本检测系统有问题。右图：操作要规范。其实这都是小儿科，历史上还有一个狗血撒不够，撒人血的滴血认

7、亲故事。史料记载梁武帝萧衍斩南齐废帝萧宝卷，夺其宫人吴景晖，封为吴淑媛。吴淑媛入宫七月即产萧综，因此流言称萧综实为萧宝卷的遗腹子，萧衍不以为然，却成为萧综的一块心病。最后吴淑媛把实情告诉萧综：儿啊，你爸是萧宝卷。萧综很有实验精神，刨了亲爹的坟，将自己的血滴在薛宝卷的遗骸上认亲（滴骨亲，血液沁入骨内则是亲生，也没科学道理）。血渗进去了。但是这实验没有阳性对照啊，于是萧综砍死自己一个刚满月的亲儿子才巴骨头弄出来进行了进一步的实验。血渗进去了，才真的相信自己是萧宝卷的遗腹子。这想说幸亏没人告诉他还需要阴性对照，以及重复试验。课后习题该实验的阴性对照该怎么做？请童鞋们留言提交答案。亲子鉴定的现行方法1

8、 .检测目标：微卫星DNA可以用于亲子鉴定的检测目标必须符合两个要素，在亲子之间能够稳定传递，足够稳定，以便找出其血亲；在人群中具有很高的多样性，足够独特，以便排除非血亲。人类基因组里,有这么一群DNA片段，称作微卫星(Microsatellite ) DNA ,可以担此大任。微卫星DNA在动物遗传学中常称短串联重复序列(short tandem repeats z STR),是一类串联重复序列，由16个碱基组成的短的序列重复出现550次而形成。人类基因组中含有数千个STR序列，而这些序列往往存在于非编码DNA中，相比其他DNA序列，STR的突变率较高,且突变的形式以短序列重复的次数增加或减少

9、为主，不被自然选择所淘汰(通俗地讲，不重要的东西，可变余地就很大，好比一个车的轮子只能是圆的，而轮毂的形状则比较自由)。因此，STR在人群中的多态性较高，被称为DNA指纹，适合用作亲子鉴定。某主流品牌的鉴定盒使用的就是15个STR位点加1个性别基因的组合。STR检测个数及位点的选择可根据人种不同和人群大小加以优化，一般均包含CODIS十三个核心位点。性别鉴定基因一般采用牙釉蛋白基因(amelogenin)，它在X染色体和在Y染色体上有不同的版本，分别称为AMELX和AMELY , AMELY比AMELX短六个碱基,如此一来，如果扩增得到两个长的DNA产物，则为女性(XX) z如果得到一长一短两

10、个扩增产物，则为男性(XY)OPrimer7 repeats112|3|45|6178 repeats1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 79 repeats|1|2|3|4|5|6|7|8|9|10 repeatsl|2|34|5|6|7|8|9|10repeatsI 1 I 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11X/Target region(short ta ndem repeat)I 1 12 I 31 2-nucletotide repeat unit: (CA)(CA)(CA), , 3 -nucletotiderepeat un

11、it: (GCC)(GCC)(GCC) , 4-nucletotiderepeat unit: (AATG)(AATG)(AATG) , 5 -nucletotiderepeat unit: (AGAAA)(AGAAA) 图：短串联重复序列STR。在不同人体内，同一个STR位点上的短片段重复次数可能不同(图上依次为重复711次)。不同的STR位点的短片段重复单位的碱基数量及序列也不相同(图下碱基重复单位依次为2个到5个)。使用引物(Primer)扩增之后产生的DNA产物片段大小随着SRT重复单位及重复数量的乘积增大而增大（最终的扩增片段除了 STR序列之外，还包括STR两侧的序列，总片段长度在

12、90370个碱基对范围内）。2CODIS核心STR位点CODIS （ Combined DNA Index System ） DNA 组合索引系统是美国 FBI支持建立的刑事司法DNA数据库，1998年10月到2016年12月31日，此期间需要登记的核心STR位点有13个，自2017年1月1日起扩增为20个。CoDISD13S31751FTTWin15usv图：CODIS十三个核心STR位点及其在染色体上的位置（AMEL是性别检测基因）3Locus designationChromosomelocationAlleles included in AmpFCTRIdentifiler Allel

13、ic LadderDyelabelControl DNA9947AD8S117988.9 10.11.12.13. 14.15. 16. 17. 18.196-FAMr-川D21S1121q11.2-q2124. 24.2. 25, 26. 27. 28, 282. 29, 292.30.30 2.31,31 2.32,322.33,33 2.34, 34 2.35.352 36. 37. 3830tD7S9207q11.21-226.7.8. 9. 10.11. 12. 13t 14. 1510,11CSF1PO5q33.3-346. 7.8.9.10.11. 12.13.14 1510.1

14、2D3S13583p.13. 15,16.17. 18.19VIC*14.15TH0111p15.54. 5. 6.7. 8. 9. 9.3. W. 11. 13.38,9.3D13S31713q22-318.9.10. 11. 12. 13. 14. 15IISD16553916q24-qter5.8.9.10f 11t 12t13f 14.1511.12D2S13382q35-37.115. 16,17t 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24.25. 26.27.281*23D19S43319q12-13.19.10,11.12. 12.2. 13.132 % 142 15.152 W 162 17.17.2NED14J5vWA12p12-pter11J2. 13t 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.23. 2417t 18TPOX2p23-2per6. 7.8, 9.10.11. 12.138”D18S5118q21.37. 9. 10t 102. IL 12. 13. 132 % 14.2. 15.16. 17. 18, 19. 20. 21, 22 23. 24. 25. 26. 2715J9AmelogeninX p22.1-22.3Y: pl 1.2X.YPET*X