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遗传标记STR基因座分型

遗传标记STR基因座的高分辨电泳分型

摘要:STR(Short Tandem Repeat,短片段重复序列)广泛存在于人类及哺乳动物的基因组中,具有高度多态性,一般由2~6个碱基构成一个核心序列,核心序列串联重复排列,由核心序列重复数目的变化产生长度多态性。本实验用磁珠法提取人类基因组DNA后,用三对引物(D1S1677、D4S2364和D10S1248)分别对一号染色体、四号染色体和十号染色体的STR序列进行PCR扩增,通过聚丙烯酰氨凝胶电泳技术(PAGE)对PCR产物进行分离,最后用EB染色凝胶后在紫外灯下观察实验结果并进行分析。通过此次实验,我们了解了STR序列的特征和相关应用,掌握了磁珠法提取人类基因组DNA技术、PCR技术,以及聚丙烯酰氨凝胶电泳技术(PAGE)。

关键词:STR磁珠法PCR扩增聚丙烯酰氨凝胶电泳技术(PAGE)

1.引言

DNA指纹技术是一项具有广泛应用价值的技术。它在人类医学中被用于个体鉴别、确定亲缘关系、医学诊断及寻找与疾病连锁的遗传标记;在动物进化学中可用于探明动物种群的起源及进化过程;在物种分类中,可用于区分不同物种,也有区分同一物种不同品系的潜力。在作物的基因定位及育种上也有非常广泛的应用。

DNA指纹技术的发展经历了三代。第一代DNA指纹技术利用了DNA 指纹图谱。1984年英国莱斯特大学的遗传学家Jefferys及其合作者首次将分离的人源小卫星DNA用作基因探针,同人体核DNA的酶切片段杂交,获得了由多个位点上的等位基因组成的长度不等的杂交带图纹,这种图纹极少有两个人完全相同,故称为“DNA指纹”,意思是它同人的指纹一样是每个人所特有的。众多“DNA指纹”组成“DNA指纹图谱”。第二代DNA指纹技术用PCR的方法对STR位点进行PCR扩增可得到不同长度DNA片段,用银染或荧光的方法对扩增后的DNA片段检测得到DNA指纹。第三代DNA指纹技术是用PCR的方法对SNP位点进行PCR扩增。

STR(Short Tandem Repeat,短片段重复序列)广泛存在于人类及哺乳动物的基因组中,具有高度多态性。它们一般由2~6个碱基构成一个核心序列,核心序列串联重复排列,由核心序列重复数目的变化产生长度多态性。对于一个特定的个体,染色体上某个特定位置的重复序列的重复次数是固定的,而对于不同的个体在同一位置处的重复次数可能不同,这就构成了人群中这些重复序列的多态性。由于人类基因组中这种重复序列非常多,通过对这种多态性的检测,就可以明确区分个体与个体的不同,确定父母子的亲缘关系,这就是STR 分型。联合应用16个STR位点的特异性,其个体识别率可达0.999999999998,其父权排除率可达0.99998。

本次实验中人类基因组DNA的提取使用的是磁珠法核酸纯化技术。它采用了纳米级磁珠微珠,这种磁珠微珠的表面标记了一种官能团,能同核酸发生吸附反应。该方法快速简捷,一般可在36分钟内完成。不用多次漂洗磁珠也可确保基因组DNA的高纯度,提取出的基因组DNA OD260/OD280典型的比值达1.7~1.9,长度可达20kb~50kb,可直接用于PCR、Southern-blot和各种酶切反应。

聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)是体外核酸扩增技术,由变性、退火、延伸三个基本反应步骤构成。本实验以人类基因组DNA为模板,以dNTP为原料,以含有Mg2+的buffer为缓冲液,在Taq酶催化下,用特定引物(D1S1677、D4S2364和D10S1248)为延伸起点,通过变性、退火、延伸等步骤,获得不同基因座的STR扩增片段。可用于基因分离克隆,序列分析,基因表达调控,基因多态性研究等许多方面。总之,PCR是一项DNA

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