DNA của tất cả mọi sinh vật đều giống nhauSự khác nhau duy nhất giữa các cá thể trong cùng một loài là trình tự các cặp base Mọi cá thể có thể được nhận dạng duy nhất dựa trên trình t
Trang 1Hà Nội - 6/2012
1
Trang 2Khái niệm
Cơ sở khoa học
Phương pháp tiến hành
Các ứng dụng 4
1
2
3
2
Trang 3Xác định vân tay DNA
Trang 4DNA của tất cả mọi sinh vật đều giống nhau
Sự khác nhau duy nhất giữa các cá thể trong
cùng một loài là trình tự các cặp base
Mọi cá thể có thể được nhận dạng duy nhất
dựa trên trình tự các cặp base
Nhưng có hàng tỷ cặp base
Công việc nhận dạng
cá thể gặp
khó khăn
4
Trang 5Phương pháp đơn giản hơn ???
Dựa vào các mô
hình lặp
lại tron g ADN
Dựa vào
các mô
hình lặp lại tron
g ADN
5
Trang 6 Các mô hình lặp lại không biểu diễn “ dấu vân tay ” của một cá thể
Nhưng chúng có thể khẳng định được rằng liệu hai mẫu DNA là từ một người, từ hai người có liên quan huyết thống hay từ hai người không có quan hệ gì
Các nhà khoa học sử dụng một số lượng nhỏ các trình tự DNA có sự biến đổi giữa các cá thể để
phân tích những khả năng liên hệ có thể có
6
Trang 7* Số base trong một đơn vị lặp lại có thể từ 2 đến hàng trăm Dựa vào số base trong đơn vị lặp lại chia ra các loại chỉ thị sau:
- Số base trong một đơn vị lặp lại nhỏ hơn 5 gọi là chỉ thị
SSR (Simple Sequence Repeats, hay Microsatellite)
- Số base trong một đơn vị lặp lại từ 5-25 gọi là chỉ thị STR (Short Tandem Repeats)
- Số base trong một đơn vị lặp lại lớn hơn 25 gọi là chỉ thị
VNTR (Variable Number Tandem Repeats)
7
Trang 8Dựa vào các ADN tiểu
vệ tinh (minisatellite)
Dựa vào các ADN vi vệ tinh (microsatellite)
Các loại xét nghiệm dấu vân tay ADN
8
Trang 9 AND Minisatellite
- Đó là các trình tự base lặp lại trong intron gọi là các
tiểu vệ tinh
- Có mặt ở trên 1000 vị trí trong hệ gen của con người
- Số lần lặp các đoạn là đặc trưng cho từng người
- Các ADN minisatellite có đặc trưng là không diễn ra hoạt động phiên mã
9
Trang 10 AND Minisatellite
- Các VNTRs này có thể nằm rải rác tại
nhiều vị trí trên bộ gen gọi là tiểu vệ tinh
đa vị trí (multilocus minisatellite) hoặc có thể nằm tại một vị trí trên bộ gen gọi là
tiểu vệ tinh đơn vị trí (single-locus minisatellite)
10
Trang 11 ADN Microsatellite
- Số base trong một đơn vị lặp lại nhỏ hơn 5 gọi
là chỉ thị SSR (Simple Sequence Repeats, hay Microsattelite)
- Số base trong một đơn vị lặp lại từ 5-25 gọi là chỉ thị STR (Short Tendem Repeats)
11
Trang 12ADN Microsatellite
• Khối các đoạn lặp 2 Nu là phổ biến nhất ( 0,5% genome ) : trong đó lặp cặp CA/GT là phổ biến và có tính đa hình cao, cặp AT/TA và cặp AG/TC thì phổ biến còn cặp CG/GC thì hiếm gặp.
Khối các đoạn lặp 1 Nu : trong đó lặp A và T thì rất phổ biến còn lặp G và C thì rất hiếm
• Ta có:
- Mononucleotide SSR (A)11 -AAAAAAAAAAA -
- Dinucleotide SSR (GT)6 -GTGTGTGTGTGT -
- Trinucleotide SSR (CTG)4 -CTGCTGCTGCTG -
- Tetranucleotide SSR (ACTC)4 -ACTCACTCACTCACTC- -
12
Trang 13 Các loại trình tự của ADN Microsatellite:
Trong mỗi cơ thể sẽ tồn tại hai trạng thái của các đoạn trình tự lặp là đồng hợp và dị hợp:
• Đồng hợp tử ( Homozygous ) : Số lần lặp ở locus satellite là giống nhau do đó chiều dài đoạn lặp là như nhau
…CGTAGCCTTGCATCCTTCTCTCTCTCTCTCTATCGGTACTACGTGG…
…CGTAGCCTTGCATCCTTCTCTCTCTCTCTCTATCGGTACTACGTGG…
13
Trang 14 Các loại trình tự của ADN Microsatellite:
• Dị hợp tử ( Heterozygous ): Hai alen ở locus satellite có số lần lặp lại khác nhau Chiều dài đoạn lặp khác nhau ở hai NST tương đồng.
… CGTAGCCTTGCATCCTTCTCTCTCTCTCTC
T ATCGGTACTACGTGG…
… CGTAGCCTTGCATCCTTCTCTCTCTCTCTC TCTCTATCGGTACTACGTGG …
14
Trang 15 Dựa vào các tiểu vệ tinh(VNTRs)
- Xét nghiệm dấu vân tay DNA phát hiện các tiểu vệ tinh đa vị trí bằng kỹ thuật phát hiện sự đa hình về chiều dài các đoạn DNA của bộ gen bị cắt bởi enzyme giới hạn gọi là kỹ thuật RFLP (Restriction Fragments Lenght Polymorphism)
- Kỹ thuật được tóm tắt như sau:
15
Trang 161 2 3 4
Lấy mẫu máu,tách bạch cầu sau
đó tách chiết
bộ gen nguyên vẹn
của bạch cầu
Mẫu thử nghiệm được điện di,sau đó dùng kỹ thuật thấm Southern (Southern Blotting)
Lai với mẫu dò phóng xạ và đọc được các trình tự base lặp lại
Cắt bộ gen
đã được tách chiết bằng enzym cắt giới hạn
Hinfl
Dựa vào các tiểu vệ tinh(VNTRs)16
Trang 1717
Trang 1818
Trang 19 Dựa vào các vi vệ tinh (microsatellite)
- Xét nghiệm dấu vân tay DNA dựa trên STRs được thực hiện bằng kỹ thuật PCR, nhờ đó mà các mẫu thử dù chứa ít DNA vẫn có thể nhân lên thành nhiều bản sao giống hệt nhau
- Chính nhờ ưu điểm có thể thực hiện thử nghiệm trên mẫu nhỏ, kết quả có độ chính xác cao mà xét nghiệm STRs hiện nay được áp dụng trong nhiều lĩnh vực của pháp y
19
Trang 20Tách chiết ADN từ các mẫu
thử nghiệm
Điện di phát hiện kích thước của STR được khuếch đại
Khuếch đại các STRs trong mẫu ADN bằng
kỹ thuật PCR với mồi đặc hiệu
Phân tích thống kê dựa trên tần số xuất hiện các allen của các loci STR
Dựa vào các vi vệ tinh (STRs) 20
Trang 2121
Trang 2222
Trang 2323
Trang 24Xác định mối quan hệ huyết thống
áp dụng trong thực tế để giải quyết các trường hợp xác định huyết thống thông thường cũng như các trường hợp phức tạp hơn như xác định quốc tịch, con rơi…
của bố mẹ nếu biết các mô hình VNTR của con cái Dĩ nhiên càng có nhiều “Dấu vân tay DNA” của con cái thì càng thuận lợi trong việc xây dựng VNTR của bố mẹ cũng như mức độ tin cậy
24
Trang 25 Nhận dạng tội phạm và khoa học hình sự
• DNA thu được từ các tế bào máu, tóc, da hay những bằng chứng di truyền khác mà tội phạm bỏ lại ở hiện trường được đem so sánh với các mẫu VNTR từ DNA của những người bị tình nghi, từ đó xác định được người đó phạm tội hay vô can
• Các mô hình VNTR cũng rất hữu ích trong việc xác định thân phận nạn nhân trong các trường hợp giết người, hoặc từ DNA bằng chứng được tìm thấy hoặc
từ chính cơ thể nạn nhân
25
Trang 26 Xác định đặc trưng cá thể
• Khái niệm về việc sử dụng Dấu vân tay DNA như một loại mã di truyền có tính pháp lý để nhận dạng các cá nhân
• Công nghệ này đòi hỏi việc tách chiết DNA, lưu giữ trong file và sau đó phân tích hàng triệu mô hình
VNTRs
26
Trang 27 Trong chuẩn đoán bệnh
trong sự phát triển của một số bệnh ung thư, chúng là những marker rất hữu ích trong việc
dò tìm, phát hiện ung thư sớm Bởi vì tính đa hình của chúng hữu ích trong sự nghiên cứu các liên kết để định vị những Gen chiụ trách nhiệm về nhiều sự mất trật tự di truyền học
27
Trang 2828