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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 Mg 2+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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