DNA-fingeravtryck: Principer och tekniker för DNA-fingeravtryck
Läs den här artikeln för att lära dig om DNA-fingeravtryck: Principer och tekniker för DNA-fingeravtryck
Historisk aspekt:
Studien av finger-, palm- och sålltryck kallas dermatoglyfer.
Image Courtesy: www2.wmin.ac.uk/~redwayk/lectures/images/DNA_fingerprinting_01.jpg
Det har varit ett ämne av mänskligt intresse sedan primitiva tider när man brukade jakta på sin mat med hjälp av djurets fotavtryck. Vetenskap för fingeravtryck användes först av Sir William Herschel som en metod för identifiering 1858. I Indien upptäcktes vetenskapen om fingeravtryck av en slump vid en mordundersökning i Jalpaiguri 1897.
Alec Jeffreys (1984) uppfann DNA-fingeravtryckstekniken vid Leicester University, Storbritannien. Dr. VK Kashyap och Dr. Lalji Singh startade DNA-fingeravtryckstekniken i Indien vid CCMB (Center for Cell och Molecular Biology) Hyderabad.
Vad är DNA-fingeravtryck?
DNA-fingeravtryck (även kallad DNA-typing eller DNA-profilering). Det är en teknik att bestämma nukleotidsekvenser av vissa områden av DNA som är unika för varje individ. Varje person har ett unikt DNA fingeravtryck.
Till skillnad från ett konventionellt fingeravtryck som bara uppstår vid fingertopparna och kan ändras genom operation, är ett DNA-fingeravtryck detsamma för varje cell, vävnad och organ hos en person. Det kan inte ändras genom någon känd behandling. Det perfekta sättet att skilja en individ - från andra människor skulle vara hans eller hennes hela genomiska DNA-sekvens.
Princip för DNA fingeravtryck:
Av skillnaderna ger ungefär 0, 1% eller 3 x 10 ^ baspar (utgående från 3 x 10 9 bp) individualitet för varje människa. Människa genom har många små icke-kodande men ärftliga sekvenser av baser som upprepas många gånger. Dessa sekvenser förekommer nära telomer, centromerer, Y-kromosom och heterochromatisk area. Området med samma bassekvens som upprepas flera gånger kallas repetitivt DNA.
De kan separeras som satellit från bulk-DNA under densitetsgradientcentrifugering och därmed kallad satellit-DNA. I satellit-DNA är repetition av baser i tandem. Beroende på längd, baskomposition och antal tandemlyrepetiva enheter har satellit-DNA-en subkategorier som mikrosatelliter och minisatelliter. Satellit DNA visar polymorfism. Termen polymorfism används när en variant på ett locus är närvarande med en frekvens av mer än 0, 01 population.
Variationer uppstår på grund av mutationer. Medan mutationer i gener producerar alleler med olika uttryck, har mutationer i icke-kodande repetitivt DNA ingen omedelbar inverkan.
Dessa mutationer i de icke-kodande sekvenserna har staplat upp med tiden och bildar grunden för DNA-polymorfism (variation på genetisk nivå uppstår på grund av mutationer). DNA-polymorfism utgör grunden för genetisk kartläggning av humant genom såväl som DNA-fingerutskrift.
Korta nukleotidupprepningar i DNA: n är mycket specifika i varje individ och varierar i
Nummer från person till person men är ärvt. Dessa är "Variable Number Tandem Repeats" (VNTRs). Dessa kallas också "minisatellites". Varje individ ärver dessa repeter från sina föräldrar som används som genetiska markörer i ett personligt identitetstest.
Till exempel (Fig. 6.39) kan ett barn arva en kromosom med sex tandemrepetitioner från moderen och samma tandem upprepas fyra gånger i den homologa kromosomen som ärvs från fadern. En halv av barnets VNTR-alleler liknar den hos moderen och den andra hälften med faderns.
Teknik för DNA-fingeravtryckning (Fig. 6.40):
(i) DNA: n extraheras från kärnorna i vita blodkroppar eller av spermatozoa eller av hårfollikelcellerna som klamrar sig mot hårets rötter som fallit eller har dras ut.
(ii) DNA-molekylerna bryts först med hjälp av enzym-restriktionsendonukleas (kallad kemisk kniv) som skär dem i fragment. DNA-fragmenten innehåller också VNTR: erna.
(iii) Fragmenten separeras i enlighet med storlek genom gelelektrofores.
(iv) Fragment av en viss storlek med VNTRs multipliceras genom PCR-teknik. De behandlas med alkaliska kemikalier för att dela dem i enkelsträngade DNA.
(v) De separerade fragmenten av enkelsträngad DNA överförs på ett nylonmembran.
(vi) Radioaktiva DNA-sonder som har upprepade bassekvenser komplementära till möjliga VNTRs hälls över nylonmembranet. Vissa av dem kommer att binda till de enkelsträngade VNTR. Metoden för hybridisering av DNA med prober kallas Southern Blotting, efter uppfinnarens namn, EM Southern (1975). Nylonmembranet tvättas för att avlägsna extra sonder.
(vii) En röntgenfilm exponeras för nylonmembranet för att markera de platser där de radioaktiva DNA-proberna har bundit till DNA-fragmenten. Dessa platser är markerade som mörka band när röntgenfilm utvecklas. Detta är känt som autoradiografi.
(viii) De mörka banden på röntgenfilm representerar DNA-fingeravtryck (= DNA-profiler).
Användningar av DNA fingeravtryck:
(i) Individualitet:
Liksom hudfingerprinting (dermatoglyphics) kan DNA-fingeravtryck hjälpa till att skilja en människa från en annan med undantag för monozygotiska tvillingar,
(ii) Faderskap / Maternity Disputes:
DNA-fingeravtryck kan identifiera den verkliga genetiska moderen, fadern och avkomman,
(iii) Människa:
DNA från olika sannolikheter studeras för att ta reda på mänsklig släktskap,
iv) ärftliga sjukdomar
Tekniken används för att identifiera gener som är kopplade till ärftliga sjukdomar,
(v) Forensics:
DNA-fingerutskrift är mycket användbart vid upptäckt av brott och juridiska sysslor. DNA-fingeravtryck har visat att Dhanu, den mänskliga bomben, var den verkliga mördaren av Shri Rajiv Gandhi, före detta premiärminister i Indien,
(vi) Sociologi:
Det kan identifiera rasgrupper, deras ursprung, historisk migration och invasioner. Genografi är undersökningen av migrationshistoria hos mänskliga arter.
