在许多案例中,DNA亲子鉴定都起了关键的作用。而在这些案例中,提取DNA的方式五花八门,进行鉴定的具体步骤也不尽相同。那么,除了最为快捷地从血液中提取DNA,还有哪些DNA提取方式呢?DNA鉴定到底是怎么做的呢?其结果就一定百分之百准确吗?
鉴定原理:
人的基因数量与老鼠相当,奥秘在DNA密码排序
众所周知,人体起源于一个受精卵细胞,这个细胞的遗传信息一半来自于父亲,一半来自于母亲。受精卵细胞不断地复制和分裂,逐步形成了不同的组织、器官和系统,最后形成了一个拥有大约60万亿个细胞的人。“这大约60万亿个细胞,每一个都包含着与受精卵相同的遗传信息。”上海亲子鉴定中心法医物证司法鉴定所主任说。
遗传信息是由什么承载的呢?染色体。人的每一个细胞内都有22对常染色体和1对性染色体,共23对46条。每一对染色体分别来自其父母一方,每一对染色体上都储存了大量最基本的遗传单位基因。
“正是这些基因,决定了一个人所具有的全部遗传特征。这既包括人类的共有特征,也包括个体独有的特征。”上海亲子鉴定中心法医物证司法鉴定所主任说。有意思的是,人的基因有3万个,老鼠的基因也有3万个左右,可是人却成为了人,这是因为人体的基因远比老鼠的要复杂得多!
有多复杂呢?这就得说DNA了,基因由DNA组成。DNA的中文名叫做脱氧核糖核酸。DNA是双螺旋结构,是两条长链,通过碱基对结合在一起,就像楼梯一样。碱基一共有四种,简称A、T、C、G。神奇的是,这四种碱基是两两配对的,A只与T结合,C只与G结合,这种互补结合,导致了DNA密码序列依赖的就是碱基的排列顺序。“A、T、C、G的排列顺序不同,决定了物种的不同。”
如何提取
毛发、皮肤、组织碎屑,甚至粪便都可以提取
那么,人体的哪些部位可以提取DNA呢?“基因存在于每个细胞核内的染色体上,只要是有核的细胞,就有DNA。个体身上所有细胞中所含有的DNA都一样。理论上说,取身体的任何一个细胞都可以。”南京亲子鉴定中心法医物证司法鉴定所主任说。
除了由血液提取DNA,我们日常生活中,很多不经意的举动都会留下DNA的踪迹。“用口杯喝水,留在口杯上的口腔黏膜脱落细胞做DNA提取是绰绰有余的。”上海亲子鉴定中心法医物证司法鉴定所主任说,人时刻在进行着新陈代谢,新细胞长出来,旧细胞随时在脱落,侦查界有句话:只要你接触,就会留下痕迹。
最令人不可思议的是粪便中也能提取DNA。“粪便中有人体组织的碎屑,如脱落的肠黏膜细胞,脱落的腺体细胞等等,肠道黏膜细胞更新非常快。”但是,这种提取非常困难,因为粪便中还有食物、细菌等干扰物质,另外高温、紫外线、化学试剂等都会对样本造成破坏。事实上,针对不同样本,去除杂质,留下纯细胞,提取DNA,这是DNA鉴定中最有难度的。“一般使用血液提取DNA是因为血液最容易获得,并且最纯净。而提取DNA用的头发必须有毛根,毛根才有核DNA。指甲没有核DNA,只能做线粒体DNA。而线粒体是母系遗传,所以只能做母系遗传的鉴定。”
上海亲子鉴定中心法医物证司法鉴定所主任表示,从法医的角度来说,DNA分析有两个方向,一个是亲子鉴定,一个是个体识别。前者是基于每个细胞核中的DNA一半来自父亲,一半来自母亲,通过比对父、母与子基因型之间是否符合遗传关系,来确定亲权(亲缘)关系。后者是比对两个样本,分析基因型是否匹配,根据匹配程度,来分析是否来自同一个个体。
为什么确定了DNA,就能确定是谁呢?这是因为除了同卵双胞胎以外,每个人的遗传物质DNA碱基序列都是有差异的。
鉴定步骤
理论上,鉴定最短4至7个小时就能完成
提取了DNA之后,鉴定的步骤是怎样的呢?
“人有30亿个碱基对,并非将它们完全解码出来,而是选出极少部分的特定多型区域,分析该区域的多型DN**段,我们所选取的区域,叫做基因座,一般选取15-20个基因座。”上海亲子鉴定中心法医物证司法鉴定所主任说。
可是这么小的区域怎么研究,这需要进行扩增(PCR),也叫聚合酶链式反应。简言之,就是将提取的一小段区域的DN**段,进行成百万倍放大的反应。
接下来就是检测了。过去是用凝胶电泳进行全手工操作分析基因型,现在则是使用全自动遗传分析仪对PCR产物进行毛细管电泳分离、荧光检测。
凝胶电泳非常有意思。就像泳池一样,有不同的泳道,泳池中是凝胶。将提取出来的DNA样本放入不同泳道,泳道是一个电场,由于DNA带负电,就会往正极跑。电场推动DNA迁移的同时,凝胶会起阻塞作用,结果就是DNA强行通过,那么DN**段越短阻力越小,跑得就越快,片段越大跑得越慢,这样不同大小的片段分开、相同片段就跑到了一起。 不过肉眼看不到凝胶中的DNA,还需要用显影的方法把DN**段显现出来。加入硝酸银溶液,正电的银离子吸附在DNA上,再用甲醛,把银离子还原成银单质,形成黑色区域。
“不管用什么方法,其实都是为了把特殊区域基因的内容提取出来,这个内容叫做基因型。”南京亲子鉴定中心法医物证司法鉴定所主任说。
利用DNA分型技术将具有特异性鉴定价值的DNA**段分析出来后,还要再通过概率和统计学的方法进行概率计算,这样才能得出鉴定结果,这是个非常复杂的过程。过去全手工操作,从DNA提取到出鉴定结果需一周时间,现在使用全自动遗传分析仪,理论上最短4至7个小时可完成。