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【科技之光】DNA比对:抽丝剥茧,精准确认身份

湖南日报·华声在线记者 王铭俊通讯员 曾艳 雷蕾

引子

今年6月,公安部成功在河南发现疑似《失孤》原型郭刚堂儿子的线索。根据公安部指令,河南公安机关采集相关人员DNA信息进行复核检验,确认该人即为郭刚堂夫妇被拐24年的儿子郭新振。

DNA又称脱氧核糖核酸,主要位于细胞核内,是生物体内重要的遗传物质。

在细胞核内,每一条长长的DNA与蛋白质组成染色体。每个人体细胞内有23对(46条)染色体,其分别来自父亲和母亲。在人类生殖过程中,精子与卵细胞(精子与卵细胞只有体细胞染色体数的一半,且染色体成单存在)结合形成受精卵时,来自丈夫的精子和妻子的卵细胞各自提供23条染色体,又重新相互配对构成了23对(46条)孩子的染色体。成对染色体的分离与配对,不但维持着人类遗传物质的稳定性,又形成了遗传物质的多样性,使我们每个人都有一套各自独特的遗传密码。每个人的DNA信息都是独一无二的,成为各自终身不变的遗传标记,是我们每个人与生俱来的“身份证”。

可能很多人会好奇,DNA是如何储存遗传信息的?DNA比对的又是什么呢?

每个长长的DNA是由两条链组成的双螺旋结构,在外形上像一个螺旋形的梯子,梯子的两边则是由脱氧核糖与磷酸链接成的长链,两条长链的脱氧核糖之间由碱基相互链接构成梯子的横桥。碱基主要有四种,分别是A(Adenine,腺嘌呤)、G(Guanine,鸟嘌呤)、C(Cytosine,胞嘧啶)、T(Thymine,胸腺嘧啶)。奇妙的是这四种碱基的配对有着严格的法则,A(腺嘌呤)只能与T(胸腺嘧啶)配对,G(鸟嘌呤)只能与C(胞嘧啶)配对。在很长的DNA分子中,这种A-T,G-C,T-A,C-G的不同排列,就构成了千变万化的遗传信息。

每个细胞核中的46条DNA一共有60多亿个碱基对,在这60多亿个碱基对的排列组合中,不同个体之间有90%以上都是一样的——即便我们跟爱因斯坦相比,基因组都是非常非常相近的。而剩下很少的差异,则成为DNA身份证明的关键。如一条DNA某个区域的碱基对序列决定人体的某个性状,则这些具有遗传效应的DNA片段就是一个基因。

控制人体所有性状的基因达数万个。在亲子鉴定上,一般使用的是DNA亲子鉴定法,也就是将不容易出现基因突变的几十个位点(即DNA片段或碱基)作为检测比对目标,检测小孩的遗传位点和被测试者的位点是否一致,这也有了亲子鉴定报告书上所谓的基因位点代码。一般实践中测的位点会有十几个,如果有3个或超过3个位点不同,则可以明确排除亲子关系。

今年初,公安部部署全国公安机关开展“团圆”行动,为“被拐”儿童提供重逢契机。而“团圆行动”背后的DNA数据库也在日益扩充。由于DNA提供了丰富的个体特异性和个体稳定性遗传标记,因而在法医学鉴定中具有重要意义。在刑事案件中,如果确定某人是嫌疑人,则可提取其血样或毛发的DNA,然后由犯罪现场残留的血液、精液、唾液、痰液、毛发、骨或其他肉体成分提取的DNA进行测序“配型”工作。

此外,利用已经非常成熟的DNA测序技术,选取若干个固定的基因位点特征的数据作为号码,还能制作成新型的“基因身份证”。这张“身份证”精准且终身不变。

(科学指导:特级教师、长郡芙蓉中学科创特色教育中心主任 陈水章)

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