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        DNA

        2017-11-04 21:20:54龔梁瓊金衛(wèi)斌
        新一代 2017年10期

        龔梁瓊+金衛(wèi)斌

        摘 要:根據(jù)DNA的特性,衍生出了DNA指紋技術(shù)。DNA指紋是指具有完全個體特異的DNA多態(tài)性,其個體識別能力足以與指紋相媲美,因而得名。在現(xiàn)代刑偵領(lǐng)域中,DNA指紋技術(shù)扮演著越來越重要的角色。簡單點來說“指紋”二字是一種比喻,突出每個人攜帶的DNA的獨(dú)一無二。接下來,我們從它的三個特性來見識一下它的實際用途。

        關(guān)鍵詞:DNA;特異性;遺傳性;穩(wěn)定性

        DNA即脫氧核苷酸序列,能夠儲存大量的遺傳信息,是主要的遺傳物質(zhì)。在歷史的長河中,生命的形式從簡單到復(fù)雜,DNA參與其中但始終保持靜默。關(guān)于對DNA結(jié)構(gòu)的研究,沃森和克里克借助威爾金斯及其同事提供的DNA衍射圖推算出DNA分子是呈螺旋狀的。后來,他們在查哥夫(奧地利著名生物化學(xué)家)的指引下找到突破,構(gòu)建出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,并于1953年在英國《自然》雜志上發(fā)表名為《核酸分子的結(jié)構(gòu)——脫氧核糖核酸的一個結(jié)構(gòu)模型》,引起了極大的轟動。他倆和威爾金斯三人因此獲得了1962年的諾貝爾獎。

        基于結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點,DNA之所以能儲存大量遺傳信息,是源于排列在基本骨架內(nèi)側(cè)的堿基。遺傳信息正是蘊(yùn)藏在A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、C(胞嘧啶)、G(鳥嘌呤)這4種堿基的排列順序之中,并且堿基之間存在一一對應(yīng)的關(guān)系,叫做堿基互補(bǔ)配對原則。通過模型建構(gòu)的方法來探究脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性,我們能夠知道雖然堿基對的排序是多樣的,從群體的角度能體現(xiàn)出DNA分子的多樣性。但是對具體的個體、具體的基因來說,只能是千千萬萬種形式中的一種,即DNA分子具有特異性。

        根據(jù)DNA這些特性,由此衍生出了DNA指紋技術(shù)。DNA指紋是指具有完全個體特異的DNA多態(tài)性,其個體識別能力足以與指紋相媲美,因而得名。在現(xiàn)代刑偵領(lǐng)域中,DNA指紋技術(shù)扮演著越來越重要的角色。簡單點來說“指紋”二字是一種比喻,突出每個人攜帶的DNA的獨(dú)一無二。接下來,我們從它的三個特性來見識一下它的實際用途。

        一、高度的特異性

        假設(shè)把地球上所有的人放進(jìn)巨大的體育彩票的搖號箱搖勻,兩個隨機(jī)個體指紋圖形完全一樣的可能只有他倆是同卵雙生。因為同卵雙生的個體是由同一個受精卵發(fā)育而成的,所以在正常情況下(排除環(huán)境等各種因素),他們細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)是相同的,因此同卵雙生的個體可能會出現(xiàn)相同的指紋。這個特性跟“世界上沒有完全相同的葉子”的獨(dú)一無二相比,稍微差了一點點的絕對性。

        因此,可以用DNA高度的特異性來進(jìn)行個人識別或親子鑒定。應(yīng)用DNA指紋技術(shù)的具體操作是:先用合適的酶將待檢的DNA樣品切成片段,再經(jīng)過電泳及一系列步驟,獲得了由多個位點上的等位基因組成的長度不等的雜交帶圖紋,也就是DNA指紋圖。DNA指紋技術(shù)還可以應(yīng)用在檢測食品是否摻假、診斷污染土壤生態(tài)毒理、真菌的分類及果樹育種等廣泛領(lǐng)域之中。

        特別要注意的是,由DNA的特性衍生出來的一系列技術(shù)還成為了司法界的扛把子,在現(xiàn)代刑偵領(lǐng)域有重要作用。例如2016年白銀案的告破!當(dāng)時警方通過染色體Y-DNA檢驗,發(fā)現(xiàn)城河村高氏家族有作案嫌疑,于是家族成員挨個錄入指紋。當(dāng)提取高承勇的指紋和DNA時,發(fā)現(xiàn)與嫌疑人的生物信息高度吻合,最終一步步鎖定兇手。另外這項技術(shù)也用于親子鑒定,能夠幫助失散多年的孩子找到自己的親身父母,在打拐行動中功不可沒。

        二、穩(wěn)定的遺傳性

        DNA攜帶遺傳信息,而你的DNA是由你父親的精子和母親的卵細(xì)胞通過受精作用形成受精卵這樣一個復(fù)雜的過程傳遞給你的。同樣的,我們的父親或者母親的DNA也是通過這種途徑從他們的父母親那里繼承的。

        分析發(fā)現(xiàn),DNA指紋圖譜中幾乎每一條帶紋都能在其雙親之一的圖譜中找到,孟德爾的遺傳定律解釋了這一切。打個比方,在生活中有新生兒降生,我們會說他的眼睛像爸爸,嘴巴像媽媽。作為父母親,看到自己的性狀在孩子身上表現(xiàn)出來,心里也是喜滋滋的。

        但是這種記錄的傳遞并不是只發(fā)生在這一代,或者幾代之間。DNA就像記錄員一樣,在每一代DNA的傳遞過程中都留下家族的印記。從你爺爺?shù)臓敔數(shù)臓敔數(shù)哪且淮闹毕蹬韵档挠H戚的DNA指紋中都能找到你這一代的印記。

        最有名的例子是從2009年起,復(fù)旦大學(xué)實驗室在全國征集曹姓男子DNA樣本,開展曹操家族DNA研究。他們試圖從眾多志愿者的DNA中找到曹操家族DNA的蛛絲馬跡。這樣的研究不僅對揭曉歷史有重大意義,還能幫助我們更好的研讀和探索紅學(xué)的奧秘!別忘了,《紅樓夢》的作者是曹雪芹,他也姓曹。

        三、體細(xì)胞的穩(wěn)定性

        體細(xì)胞的穩(wěn)定性即從同一個人的不同組織的細(xì)胞獲取的DNA指紋圖形完全一樣。這一點可以用細(xì)胞的全能性來解釋——已經(jīng)分化的細(xì)胞,仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。其本質(zhì)是因為在多細(xì)胞生物之中,每個個體的體細(xì)胞細(xì)胞核都含有能夠發(fā)育為該個體的全套遺傳物質(zhì)。這些遺傳物質(zhì)并沒有因為細(xì)胞分化而減少,因此高度分化的細(xì)胞核仍然具有全能性。但是到目前為止,人們還沒有成功地將單個的已分化的動物細(xì)胞培養(yǎng)成新的個體。我們熟悉的多利羊,它的培育過程是先從一只成年綿羊中提取乳腺細(xì)胞的核,再將其移植到另一只綿羊的去核的卵細(xì)胞中,最后將新合成的卵細(xì)胞注入第三只綿羊的子宮內(nèi)。

        關(guān)于植物的體細(xì)胞培養(yǎng),不得不說到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。那就是取植物器官、組織、細(xì)胞離體培養(yǎng),在人工配制的培養(yǎng)基上,給予適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)條件,誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、生根生芽,最終形成完整的植株。簡單來說,取一截嫩葉在適宜條件下就能長成一顆新的小苗苗,這是不是很神奇呢?就憑這一點,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)價值。

        DNA的冷眼只是源于它億萬年來的靜默,并不是袖手旁觀,從三國群雄爭霸到封建王朝的衰敗滅亡,該出手時就出手!它讓生命豐富多彩,也讓每個生靈獨(dú)一無二。它能記錄三國梟雄的遺傳信息,以至于我們現(xiàn)在都還抱有幻想試圖去揭開這位奸雄的真面目。它經(jīng)常以鐵證的形式在法庭上維護(hù)正義,還能給人類社會帶來財富。

        DNA是生命學(xué)科經(jīng)久不衰的研究對象,也許還有更多的奧秘等著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。

        此時此刻,DNA是以一種奇妙的形式存在于歷史的長河之中,它依舊靜默無聲,記錄一切,做歷史的冷眼旁觀者。endprint

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