Inligting

DNS van sweet op die hoedband?

DNS van sweet op die hoedband?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

My pa is in 1987 oorlede. Ek het 'n ou cowboyhoed van hom. Kan ek 'n FamilyTreeDNA-toetsstel gebruik om enige DNS te herwin?


Agarose Gel Elektroforese

Elektroforese-aantekeninge

Ons gebruik elektroforese om nukleïensure of proteïene volgens grootte en/of lading te skei, afhangende van wat ons in ons oplossings gesit het (meer van 'n probleem met SDS-PAGE sien Hoofstuk 7). Basies, in gelelektroforese plaas jy jou monsters in 'n jelmatriks en jou negatief gelaaide nukleïensure (negatief gelaai as gevolg van hul fosfaat "ruggraat") word van die negatiewe pool van jou elektrodes afgestoot en na die positiewe pool aan die ander kant van die gel. Groter RNA's en DNA's (en proteïene, in SDS-PAGE) het 'n moeiliker tyd om deur die jelmatriks te beweeg en daarom kan jy jou RNA/DNA/proteïene volgens grootte skei. Daarbenewens is dit die enigste manier om jou resultate van eindpunt-PKR na te gaan (sien PCR-afdeling in Hoofstuk 4). Volgens my ervaring is die gebruik van elektroforese-gels 'n balans tussen doeltreffendheid en skoonheid: om die gel teen hoër spannings te laat loop, sal die monsters vinniger langs die gel beweeg, maar die gevolglike bande is meer geneig om gesmeer te word (en as jy die spanning hoog genoeg stel, jy sal die jel smelt en al jou harde werk vernietig). Begin die gels teen laer spanning en jy sal 'n mooier prentjie kry, maar jy sal moet wag.

Ek het ondervinding met drie tipes gelelektroforese: agarosegelelektroforese, denaturerende (formaldehied)gelelektroforese, en natriumdodesielsulfaatpoliakrielamiedgelelektroforese (SDS-PAGE). Agarose-gels is goedkoop en kan gebruik word om RNA- of DNA-stabiliteit te ondersoek. Denaturerende gelelektroforese kan met RNA vir noordelike klad gebruik word, maar is meestal onnodig as jou doel is om RNA-stabiliteit te ondersoek, wat met behulp van agarosegelelektroforese ondersoek kan word. Terwyl mens RNase-vrye oplossings vir agarosegelelektroforese kan maak, vind ek dit net nodig vir die laaibuffer en water maar nie die jel of buffer nie. RNase-vrye oplossings is nodig as 'n mens kies om noordelike vlekke uit te voer, wat nie in hierdie boek bespreek word nie. SDS-PAGE is die mees bruikbare vir die skeiding van proteïene en word daarom in Hoofstuk 7 bespreek.

In agarosegelelektroforese word een van twee buffers gebruik: Tris-Acetate-EDTA (TAE) of Tris-Borate-EDTA (TBE). TBE het 'n hoër bufferkapasiteit as TAE. TBE-bufferkomponente presipiteer uit oplossing wanneer dit teen hoër konsentrasies gestoor word (byvoorbeeld 10× oplossing), so ek hou 'n 0.5× voorraad en vermy presipitasie- en stabiliteitskwessies.

Om die resultate van agarosegelelektroforese te visualiseer, word tipies op een van twee maniere uitgevoer: om 'n DNA-bindende fluorofoor in die geloplossing in te sluit, of om daardie fluorofoor in 'n bufferoplossing te hou, die agarosegel daarin te was en daardie oplossing vir veelvuldige gels te gebruik. In beide gevalle sal jy 'n ultravioletlig gebruik om die fluorofoor op te wek en die eksperiment se resultate te sien. Die mees algemene DNA-bindende fluorofoor is etidiumbromied (EtBr). EtBr is giftig en jou plaaslike omgewingsgesondheid- en -veiligheidsraad het aanbevelings oor hoe om dit te hanteer doen wat hulle vir jou sê om te doen. Nog 'n algemene fluorofoor, en die een wat ek gebruik, is SYBR Safe™ 1 (Invitrogen). SYBR Safe™ vaar beter op toksisiteitstoetse in laboratoriumdiere as EtBr, maar om 'n DNS-bindende enigiets in te neem is nie 'n goeie idee nie. Volgens my ervaring word SYBR Safe™ mettertyd afgebreek in gratis oplossing, maar nie in sy gestoor 10 000× konsentraat nie. As sodanig kry ek konsekwente resultate deur SYBR Safe™ (of EtBr) by my geloplossing in te sluit nadat dit genoeg afgekoel het, voordat ek die gel giet. Wanneer die fluorofoor vry in oplossing is, moet 'n mens gels vir langer tydperke inkubeer om ekwivalente kleuring in hergebruikte oplossing te kry, maar as jy gels vir fluoressensie ondersoek, kan jy nie sê of 'n gebrek aan fluoressensie is omdat die eksperiment het nie gewerk nie, jy het nie lank genoeg in oplossing geïnkubeer nie, of jy moet vars fluorofooroplossing maak. Verder, om in fluorofooroplossing te was, vereis gewoonlik 'n was in water om die agtergrondgeraas te verminder, en jy kan dit so lank in die water laat dat jy die fluorofoor uitwas. In totaal dink ek dat die insluiting van jou fluorofoor in die jel die manier is om te gaan, en jy gebruik minder met verloop van tyd as jy nie jou kleuroplossing elke paar dae vervang nie.

'n Goeie verwysing vir hierdie afdeling is die boek By die Bank deur Kathy Barker. 2


Hoe DNA-bewyse werk

Vir baie jare was vingerafdrukke die goue standaard om verdagtes met 'n misdaadtoneel te koppel. Vandag is die goue standaard DNS-bewyse omdat DNS van feitlik enige plek versamel kan word. Selfs 'n misdadiger wat handskoene dra, kan onbewustelik spore van biologiese materiaal agterlaat. Dit kan 'n hare, speeksel, bloed, semen, vel, sweet, slym of oorwas wees. Al wat nodig is, is 'n paar selle om genoeg DNS-inligting te bekom om 'n verdagte met byna sekerheid te identifiseer.

Om hierdie rede neem wetstoepassers buitengewone sorg by misdaadtonele. Polisiebeamptes en speurders werk dikwels nou saam met laboratoriumpersoneel of bewysinsamelingstegnici om seker te maak dat bewyse nie besmet is nie. Dit behels die dra van handskoene en die gebruik van weggooibare instrumente, wat weggegooi kan word nadat elke monster versamel is. Terwyl hulle bewyse versamel, is beamptes versigtig om nie aan gebiede te raak waar DNS-bewyse kan bestaan ​​nie. Hulle vermy ook praat, nies en hoes oor bewyse of om hul gesig, neus of mond aan te raak.

Die volgende lys toon 'n paar algemene bronne van DNA-bewyse:

  • 'n Wapen, soos 'n bofbalkolf, kaggelpoker of mes, wat sweet, vel, bloed of ander weefsel kan bevat
  • 'n Hoed of masker wat sweet, hare of skilfers kan bevat
  • ’n Gesigsweefsel of watte depper, wat slym, sweet, bloed of oorwas kan bevat
  • ’n Tandestokkie, sigaretstompie, bottel of posseël, wat almal speeksel kan bevat
  • 'n Gebruikte kondoom wat semen of vaginale of rektale selle kan bevat
  • Beddegoed, wat sweet, hare, bloed of semen kan bevat
  • 'n Vingernael of gedeeltelike vingernael, wat afgeskrapte velselle kan bevat

Wanneer ondersoekers 'n bewysstuk vind, plaas hulle dit in 'n papiersak of koevert, nie in 'n plastieksak nie. Dit is belangrik omdat plastieksakke vog behou, wat DNA kan beskadig. Direkte sonlig en warmer toestande kan ook DNA beskadig, so beamptes probeer om biologiese materiaal by kamertemperatuur te hou. Hulle etiketteer die sakke met inligting oor wat die materiaal is, waar dit gevind is en waarheen dit vervoer sal word. Hierdie is ketting van bewaring prosedures, wat die wetlike integriteit van die monsters verseker terwyl hulle van versameling na ontleding beweeg.


Tipes DNA-bewysontleding

DNS-tipering - Polimerasekettingreaksie (PCR)

Die evolusie van DNS-toetse het aansienlik gevorder toe Dr. Kary Mullis ontdek het dat DNS net soos in die natuurlike wêreld in die laboratorium gekopieer kan word.

Die kopieerproses, bekend as polimerase kettingreaksie (PCR), gebruik 'n ensiem (polimerase) om DNA-streke in 'n proefbuis te repliseer. Deur die kopieerproses te herhaal, kan 'n klein aantal DNS-molekules binne 'n paar uur betroubaar tot miljarde verhoog word.

RFLP-ontleding vereis 'n biologiese monster omtrent die grootte van 'n kwart, maar PCR kan gebruik word om miljoene kopieë van die DNA wat in 'n paar velselle vervat is, te reproduseer. Aangesien PCR-analise slegs 'n klein hoeveelheid DNS benodig, kan dit die laboratorium in staat stel om hoogs verswakte bewyse vir DNS te ontleed. Aan die ander kant, omdat die sensitiewe PCR-tegniek enige en al die DNA wat in 'n bewysmonster vervat is, herhaal, is groter aandag aan kontaminasiekwessies nodig wanneer DNA-bewyse geïdentifiseer, versamel en bewaar word. Hierdie faktore kan veral belangrik wees in die evaluering van onopgeloste sake waarin bewyse moontlik onbehoorlik ingesamel of geberg is.

DNA Tik - Kort Tandem Herhaling (STR) Analise

Kort tandem herhaling (STR) tegnologie is 'n forensiese analise wat spesifieke streke (loci) wat op kern DNA gevind word, evalueer. Die veranderlike (polimorfiese) aard van die STR-streke wat vir forensiese toetsing ontleed word, verskerp die diskriminasie tussen een DNS-profiel en 'n ander. Byvoorbeeld, die waarskynlikheid dat enige twee individue (behalwe identiese tweelinge) dieselfde 13-loki DNS-profiel sal hê, kan so hoog as 1 uit 1 miljard of meer wees.

Die Federale Buro vir Ondersoek (FBI) het 13 spesifieke STR-lokusse gekies om as die standaard vir CODIS te dien. Die doel van die daarstelling van 'n kernstel van STR-lokusse is om te verseker dat alle forensiese laboratoriums eenvormige DNS-databasisse kan vestig en, nog belangriker, waardevolle forensiese inligting kan deel. As die forensiese of veroordeelde oortreder CODIS-indeks gebruik moet word in die ondersoekstadiums van onopgeloste sake, moet DNS-profiele gegenereer word deur gebruik te maak van STR-tegnologie en die spesifieke 13 kern-STR-lokusse wat deur die FBI gekies is.

Meer besonderhede oor STR-analise:

DNA Tik - Y-chromosoom analise

Verskeie genetiese merkers is op die Y-chromosoom geïdentifiseer wat in forensiese toepassings gebruik kan word. Y-chromosoom merkers teiken slegs die manlike fraksie van 'n biologiese monster. Daarom kan hierdie tegniek baie waardevol wees as die laboratorium komplekse mengsels (veelvuldige manlike bydraers) binne 'n biologiese bewysmonster opspoor. Omdat die Y-chromosoom direk van 'n pa na al sy seuns oorgedra word, kan dit ook gebruik word om familieverhoudings tussen mans op te spoor. Vooruitgang in Y-chromosoomtoetsing kan uiteindelik die behoefte uitskakel vir laboratoriums om semen en vaginale selle te onttrek en te skei (byvoorbeeld uit 'n vaginale depper van 'n verkragtingstel) voor ontleding.

DNA Tik - Mitochondriale analise

Mitochondriale DNS (mtDNA)-analise laat forensiese laboratoriums toe om DNS-profiele te ontwikkel uit bewyse wat dalk nie geskik is vir RFLP- of STR-analise nie. Terwyl RFLP- en PCR-tegnieke DNS ontleed wat uit die kern van 'n sel onttrek is, ontleed mtDNA-tegnologie DNS wat in 'n ander deel van die sel, die mitochondrion, gevind word (sien bewysstuk 1). Ou oorblyfsels en bewyse wat kernselle ontbreek - soos haarskagte, bene en tande - wat ontoelaatbaar is vir STR- en RFLP-toetsing, kan resultate lewer as mtDNA-analise uitgevoer word. Om hierdie rede kan mtDNA-toetsing baie waardevol wees vir die ondersoek van 'n onopgeloste saak. Byvoorbeeld, 'n koue-gevallogboek kan wys dat biologiese bewyse in die vorm van bloed, semen en hare in 'n spesifieke geval versamel is, maar dat alles vir 'n lang tydperk onbehoorlik gestoor is.

Alhoewel PCR-analise die misdaadlaboratorium soms in staat stel om 'n DNS-profiel uit baie verswakte bewyse te genereer, is dit moontlik dat die bloed en semen so hoogs afgebreek sou wees dat kern DNS-analise nie 'n DNS-profiel sou oplewer nie. Die haarskag kan egter aan mtDNA-analise onderwerp word en dus die sleutel wees om die saak op te los. Ten slotte is dit belangrik om daarop te let dat alle moederlike familielede (byvoorbeeld 'n persoon se ma of moederlike ouma) identiese mtDNS het. Dit maak dit moontlik om ongeïdentifiseerde oorblyfsels te ontleed en met die mtDNA-profiel van enige moederlike familielid te vergelyk met die doel om vermiste persone of ongeïdentifiseerde oorskot-ondersoeke te help. Alhoewel mtDNS-analise baie waardevol kan wees vir die ondersoek van kriminele sake, moet laboratoriumpersoneel altyd by die proses betrokke wees.


Die risiko van besmetting van enige misdaadtoneel kan verminder word deur toevallige aktiwiteite te beperk. Dit is belangrik vir alle wetstoepassers op die misdaadtoneel om 'n doelbewuste poging aan te wend om te weerhou van rook, eet, drink, rommelstrooi of enige ander aksies wat die misdaadtoneel kan benadeel. Omdat DNS-bewyse meer sensitief is as ander soorte bewyse, moet wetstoepassers veral bewus wees van hul optrede op die toneel om onbedoelde kontaminasie van bewyse te voorkom.

Die ketting van bewaring van bewyse is 'n rekord van individue wat fisiese besit van die bewyse gehad het. Dokumentasie is van kritieke belang om die integriteit van die ketting van bewaring te handhaaf. Die handhawing van die ketting van bewaring is noodsaaklik vir enige tipe bewyse. Daarbenewens, as laboratoriumontleding aan die lig bring dat DNS-bewyse gekontamineer is, kan dit nodig wees om persone te identifiseer wat daardie bewyse hanteer het.

In die verwerking van die bewyse, hoe minder mense die bewyse hanteer, hoe beter. Daar is minder kans op besmetting en 'n korter ketting van bewaring vir hoftoelaatbaarheidsverhore.


Onttrekking van DNA uit selle

Om DNA-vingerafdrukke te doen, moet jy eers 'n DNA-monster hê! Om dit te verkry, moet 'n monster wat genetiese materiaal bevat met verskillende chemikalieë behandel word. Algemene monstertipes wat vandag gebruik word, sluit in bloed- en wangdeppers.

Hierdie monsters moet met 'n reeks chemikalieë behandel word om selmembrane oop te breek, die DNA-monster bloot te lê en ongewenste komponente – soos lipiede en proteïene – te verwyder totdat relatief suiwer DNA na vore kom.

PCR-versterking (opsioneel)

As die hoeveelheid DNA in 'n monster klein is, wil wetenskaplikes dalk PCR – Polimerase Chain Reaction – amplifikasie van die monster uitvoer.

PCR is 'n vernuftige tegnologie wat in wese die proses van DNA-replikasie wat deur selle uitgevoer word, naboots. Nukleotiede en DNA-polimerase-ensieme word bygevoeg, saam met "primer"-stukke DNA wat aan die monster-DNS sal bind en die polimerases 'n beginpunt sal gee.

PCR-“siklusse” kan herhaal word totdat die monster-DNS baie keer in die laboratorium gekopieer is, indien nodig.

Behandeling met beperkingsensieme

Die beste merkers vir gebruik in vinnige en maklike DNS-profiele is dié wat betroubaar geïdentifiseer kan word deur gebruik te maak van algemene beperkingsensieme, maar wat baie verskil tussen individue.

Vir hierdie doel gebruik wetenskaplikes herhalende volgordes – dele van DNS wat dieselfde volgorde het sodat hulle deur dieselfde beperkingsensieme uitgeken kan word, maar wat ’n verskillende aantal kere in verskillende mense herhaal. Tipes herhalings wat in DNS-profiele gebruik word, sluit in Variable Number Tandem Repeats (VNTR's), veral kort tandem-herhalings (STR's), wat ook deur wetenskaplikes as "mikrosatelliete" of "minisatelliete" verwys word.

Sodra voldoende DNA geïsoleer en geamplifiseer is, indien nodig, moet dit met beperkingsensieme gesny word om die VNTR's te isoleer. Beperkingsensieme is ensieme wat aan spesifieke DNS-volgordes heg en breuke in die DNS-stringe skep.

In genetiese ingenieurswese word DNS met beperkingsensieme opgesny en dan deur ligases weer aanmekaar "toegewerk" om nuwe, rekombinante DNS-volgordes te skep. In DNS-profilering is slegs die snydeel egter nodig. Sodra die DNS gesny is om die VNTRs te isoleer, is dit tyd om die gevolglike DNS-fragmente op 'n jel te laat loop om te sien hoe lank hulle is!

Gel Elektroforese

Gelelektroforese is 'n briljante tegnologie wat molekules volgens grootte skei. Die betrokke "gel" is 'n materiaal waardeur molekules kan beweeg, maar slegs teen 'n stadige spoed.

Net soos lugweerstand 'n groot vragmotor meer vertraag as 'n motorfiets, vertraag die weerstand wat die elektroforese-gel bied, groot molekules meer as klein. Die effek van die jel is so presies dat wetenskaplikes presies kan sê hoe groot ’n molekule is deur te sien hoe ver dit binne ’n gegewe jel in ’n vasgestelde tyd beweeg.

In hierdie geval sal die meting van die grootte van die DNA-fragmente van die monster wat met 'n beperkingsensiem behandel is, wetenskaplikes vertel hoeveel kopieë van elke VTNR-herhaling die monster-DNS bevat.

Dit word "elektroforese" genoem, want om die molekules deur die jel te laat beweeg, word 'n elektriese stroom toegepas. Omdat die suiker-fosfaat-ruggraat van die DNA 'n negatiewe elektriese lading het, trek die elektriese stroom die DNA saam deur die jel.

Deur te kyk na hoeveel DNS-fragmente die beperkingsensieme geproduseer het en die groottes van hierdie fragmente, kan die wetenskaplikes die DNS-skenker "vingerafdruk".

Dra oor na Southern Blot

Noudat die DNS-fragmente volgens grootte geskei is, moet dit na 'n medium oorgeplaas word waar wetenskaplikes die resultate van die elektroforese kan "lees" en opteken.

Om dit te doen, behandel wetenskaplikes die jel met 'n swak suur, wat die DNS-fragmente in individuele nukleïensure opbreek wat makliker op papier sal afvryf. Hulle "blot" dan die DNS-fragmente op nitrosellulosepapier, wat hulle op hul plek vasmaak.

Behandeling met radioaktiewe sonde

Noudat die DNS op die kladpapier vasgemaak is, word dit behandel met 'n spesiale sonde-chemikalie wat aan die verlangde DNS-fragmente kleef. Hierdie chemikalie is radioaktief, wat beteken dat dit 'n sigbare rekord sal skep wanneer dit aan X-straalpapier blootgestel word.

Hierdie metode om DNA-fragmente op nitrosellulosepapier te klap en dit dan met 'n radioaktiewe sonde te behandel, is ontdek deur 'n wetenskaplike naam Ed Southern - vandaar die naam "Southern klad."

Vermaaklik genoeg het die feit dat die Suidelike klad na 'n wetenskaplike vernoem is en nie die rigting “suid” nie, wetenskaplikes gekeer om soortgelyke metodes "noordelike" en "westelike" vlekke ter ere van die Suidelike klad te noem.

X-straalfilmblootstelling

Die laaste stap van die proses is om die inligting van die DNS-fragmente in 'n sigbare rekord te verander. Dit word gedoen deur die kladpapier, met sy radioaktiewe DNA-bande, aan X-straalfilm bloot te stel.

X-straalfilm word "ontwikkel" deur bestraling, net soos kamerafilm deur sigbare lig ontwikkel word, wat lei tot 'n visuele rekord van die patroon wat deur die persoon se DNS-"vingerafdruk" geproduseer word.

Om 'n duidelike afdruk te verseker, laat wetenskaplikes die X-straalfilm dikwels vir 'n dag of meer blootgestel aan die swak radioaktiewe Southern kladpapier.

Sodra die beeld ontwikkel en reggemaak is om te verhoed dat verdere ligblootstelling die beeld verander, kan hierdie "vingerafdruk" gebruik word om te bepaal of twee DNS-monsters dieselfde of soortgelyk is!


DNS van sweet op die hoedband? - Biologie

Semi-konserwatiewe, konserwatiewe en dispersiewe modelle van DNA-replikasie

In die semi-konserwatiewe model skei die twee ouerlike stringe en maak elkeen 'n kopie van homself. Na een ronde replikasie bestaan ​​die twee dogtermolekules elk uit een ou en een nuwe string. Let daarop dat twee van die DNS-molekules na twee rondes slegs uit nuwe materiaal bestaan, terwyl die ander twee een ou en een nuwe string bevat.

In die konserwatiewe model rig die ouermolekule die sintese van 'n heeltemal nuwe dubbelstrengs molekule, sodanig dat na een ronde van replikasie, een molekule as twee ou stringe bewaar word. Dit word in die tweede rondte herhaal.

In die dispersiewe model word materiaal in die twee ouerlike stringe min of meer ewekansig tussen twee dogtermolekules versprei. In die model wat hier getoon word, is ou materiaal simmetries tussen die twee dogters se molekules versprei. Ander verspreidings is moontlik.

Die semi-konserwatiewe model is die intuïtief aantreklike model, want skeiding van die twee stringe bied twee sjablone, wat elk al die inligting van die oorspronklike molekule dra. Dit blyk ook die korrekte een te wees (Meselson & Stahl 1958).


Hoe werk DNA-vingerafdrukke?

Mense oral het verwag dat die nuwe millennium verrassings sou bring. Maar die besondere skok en afgryse wat in 2000 deur die internasionale wingerdbougemeenskap gegolf het, was uiters onverwags. Daar is gevind dat sestien van die mees gewaardeerde variëteite van wynmaakdruiwe die produkte was van paring tussen die klassieke Pinot en die klassiek ondergewaardeerde Gouais-druif.

Dit het die spreekwoordelike kurkprop van die bedryf se bottel afgeblaas omdat die Gouais as so 'n minderwaardige eksemplaar beskou is dat daar selfs gedurende die Middeleeue pogings was om die verbouing daarvan in Frankryk te verbied. Dit bewys dat nederige oorsprong steeds voortreflike gehalte kan produseer. Maar meer prakties maak kennis van hul erfenis verbeterde teling van hoogs gewenste subspesies van druiwe moontlik. En wingerdboukundiges oral het DNA-vingerafdruktegnologie gehad om te bedank.

DNS-vingerafdrukke is 'n term wat al jare lank in die gewilde media gekuier word, grootliks as gevolg van die mag om te veroordeel en te red, maar wat behels dit? Kortom, dit is 'n tegniek om die waarskynlikheid te bepaal dat genetiese materiaal van 'n bepaalde individu of groep afkomstig is. 99% van menslike DNA is identies tussen individue, maar die 1% wat verskil stel wetenskaplikes in staat om identiteit te onderskei. In die geval van die druiwe het wetenskaplikes die ooreenkomste tussen verskillende spesies vergelyk en kon ouersubspesies saamstel wat tot die huidige pryswennende variëteite kon bygedra het.

Die DNS-alfabet bestaan ​​uit vier boublokke – A, C, T en G, wat basispare genoem word, wat in lang kettings aan mekaar gekoppel is om die genetiese woorde, of gene, uit te spel wat vir ons selle sê wat om te doen. Die volgorde waarin hierdie 4 DNS-letters gebruik word, bepaal die betekenis (funksie) van die woorde, of gene, wat hulle spel.

Maar nie almal van ons DNA bevat nuttige inligting nie, in werklikheid word gesê dat 'n groot hoeveelheid "nie-kodering" of "rommel" DNA is wat nie in nuttige proteïene vertaal word nie. Veranderinge duik dikwels binne hierdie streke van rommel-DNS op omdat dit geen bydrae tot die gesondheid of oorlewing van die organisme lewer nie. Maar vergelyk die situasie as 'n verandering binne 'n noodsaaklike geen plaasvind, wat verhoed dat dit behoorlik werk, sal die organisme sterk benadeel word en waarskynlik nie oorleef nie, wat die veranderde geen effektief uit die bevolking verwyder.

Links - DNS-vingerafdrukke van 6 verskillende mense, 1 in elke baan (kolom).

DNA kan in korter stukke gesny word deur ensieme wat "beperkingsendonukleases" genoem word. Die stukke DNA kan dan volgens hul grootte op 'n jel geskei word.

Elke stuk DNA vorm 'n band (die wit lyne op die jel). Die kleinste stukke beweeg die verste en is dus die naaste aan die onderkant van die jel. Die groter stukke reis korter afstande en is nader aan die bokant.

Om hierdie rede verskyn ewekansige variasies in die nie-koderende (rommel) DNS-volgordes so dikwels as een keer in elke 200 DNS-letters. DNS-vingerafdrukke trek voordeel uit hierdie veranderinge en skep 'n sigbare patroon van die verskille om ooreenkomste te bepaal.

Strekkings DNA kan van mekaar geskei word deur hulle op hierdie punte van verskille op te sny of deur die hoogs veranderlike stukke te versterk. 'Bande' van DNA word gegenereer die aantal bande en hul groottes gee 'n unieke profiel van die DNA waarvandaan dit afkomstig is. Hoe meer genetiese ooreenkomste tussen 'n persoon - of druif - hoe meer eenders sal die bandpatrone wees, en hoe groter is die waarskynlikheid dat hulle identies is.

In die nie-koderende streke van die genoom word reekse van DNS gereeld herhaal wat aanleiding gee tot sogenaamde VNTR's - veranderlike getal tandem herhalings. Die aantal herhalings wissel tussen verskillende mense en kan gebruik word om hul genetiese vingerafdruk te produseer. In die eenvoudige voorbeeld hierbo getoon, het persoon A slegs 4 herhalings terwyl persoon B 7 het. Wanneer hul DNA gesny word met die beperkingsensiem Eco RI, wat die DNA aan weerskante van die herhaalde volgorde sny (in hierdie voorbeeld), die DNA fragment wat deur B geproduseer word, is byna twee keer so groot soos die stuk van A, soos getoon wanneer die DNA op 'n jel (regs) uitgevoer word. Die baan gemerk M bevat merkerstukke DNA wat ons help om die groottes te bepaal. As baie stukke DNS op hierdie manier ontleed word, ontstaan ​​'n 'vingerafdruk' wat DNS-fragmente van verskillende groottes, uniek aan elke individu, bevat.

Maar hoekom pla? Ek weet tog waar my wyn vandaan kom – Tesco s’n, reg? Wel, daar is baie relevante toepassings van DNA-vingerafdruktegnologie in die moderne wêreld, en dit val in drie hoofkategorieë: Om uit te vind waar ons vandaan kom, ontdek wat ons tans doen, en om te voorspel waarheen ons op pad is.

In terme van waar ons vandaan kom, word DNS-vingerafdrukke algemeen gebruik om ons oorerwing te ondersoek. Aangesien mense die rangskikking van hul basispare van hul ouers erf, genereer die vergelyking van die bandpatrone van 'n kind en die beweerde ouer 'n waarskynlikheid van verwantskap as die twee patrone soortgelyk genoeg is (met inagneming dat slegs die helfte van die DNA van elke ouer geërf word ), dan is hulle waarskynlik familie. DNS-vingerafdrukke kan egter nie tussen identiese tweelinge onderskei nie, aangesien hul bandpatrone dieselfde is. In vaderskapsake waarby identiese tweelinge betrokke is - en ja, daar was sulke gevalle - as nie een van die broers 'n alibi het om te bewys dat hy nie die ma kon swanger gemaak het nie, is die howe bekend om hulle te dwing om kindersorgkoste te verdeel. Gelukkig is daar ander, minder "Jerry Springer-agtige", toepassings wat ons van ons oorsprong leer. Wanneer dit saam met meer tradisionele sosiologiese metodologieë gebruik word, kan DNS-vingerafdrukke gebruik word om patrone van migrasie en aansprake van etnisiteit te ontleed.

DNA-vingerafdrukke kan ons ook vertel van hedendaagse situasies. Miskien die bekendste is die gebruik van DNS-vingerafdrukke in forensiese medisyne. DNS-monsters wat op 'n misdaadtoneel versamel is, kan vergelyk word met die DNS van 'n verdagte om te wys of hy of sy teenwoordig was of nie. Databasisse van DNS-vingerafdrukke is slegs beskikbaar van bekende oortreders, so dit is nog nie moontlik om die DNS van 'n misdaadtoneel af te vinger en dan name van waarskynlike passings van die algemene publiek uit te haal nie. Maar in die toekoms kan dit gebeur as DNS-vingerafdrukke meer tradisionele en vervalsbare vorme van identifikasie vervang. In 'n werklike geval het handelstandaarde-agente bevind dat 25% van kaviaar saamgevat is met kuit uit verskillende kategorieë, die hoëklas-ekwivalent daarvan om die verbruiker te bedrieg deur nie die metaforiese pintglas tot bo vol te maak nie. DNS-vingerafdrukke het bevestig dat die 'verdagte' (minderwaardige) kaviaar op die misdaadtoneel teenwoordig was.

In die voorbeeld wat aan die linkerkant gewys word, word DNS wat op die toneel van 'n misdaad versamel is, vergelyk met DNS-monsters wat van 4 moontlike verdagtes versamel is. Die DNA is in kleiner stukkies opgesny wat op 'n jel geskei word. Die fragmente van verdagte 3 stem ooreen met dié wat op die toneel van die misdaad gelaat is, wat die skuldige party verraai.

Ten slotte kan genetiese vingerafdrukke ons help om ons toekomstige gesondheid te voorspel. DNS-vingerafdrukke word dikwels gebruik om die genetiese basis van oorgeërfde siektes op te spoor. As 'n spesifieke patroon keer op keer by verskillende pasiënte opduik, kan wetenskaplikes bepaal watter gene, of ten minste watter strek(s) van DNS, betrokke kan wees. Aangesien die kennis van die gene betrokke by siektevatbaarheid leidrade gee oor die onderliggende fisiologie van die versteuring, help genetiese vingerafdrukke om terapieë te ontwikkel. Voorgeboortelik kan dit ook gebruik word om ouers en fetusse te ondersoek vir die teenwoordigheid van oorgeërfde abnormaliteite, soos Huntington se siekte of spierdistrofie, sodat toepaslike advies gegee kan word en voorsorgmaatreëls getref kan word soos nodig.

Erkenning: Hierdie artikel is saam met dr Chris Smith geskryf, wat ook die beelde saamgestel het.


Meselson en Stahl eksperimentstappe

Meselson en Stahl het 'n reeks van 'n eksperiment uitgevoer, wat die volgende stappe insluit:

  1. Groei van E.coli: Eerstens is die E.coli gekweek in die medium wat bevat 15 NH4Cl vir verskeie generasies. NH4 verskaf die stikstof sowel as 'n proteïenbron vir die groei van die E.coli. Hier is die 15 N die swaar isotoop van stikstof.
  2. Inlywing van 15 N: Na verskeie generasies van E.coli, het Meselson en Stahl waargeneem dat die 15 N swaar isotoop tussen die DNA-nukleotiede in E.coli geïnkorporeer is.
  3. Oordrag van E.coli-selle: Die DNA van E.coli gemerk met 15 N isotoop is oorgedra na die medium wat bevat 14 NH4Cl. Hier is die 14 N die ligte isotoop van stikstof. Die E.coli-selle is weer vir verskeie generasies toegelaat om te vermeerder. Die E.coli-selle sal elke keer vermeerder 20 minute vir verskeie generasies.
  4. Verwerking van DNA: Vir die verwerking of skeiding van DNA is die E.coli-selle na die Eppendorf-buise oorgeplaas. Daarna word sesiumchloried bygevoeg, met 'n digtheid van 1,71 g/cm 3 (dieselfde van DNA). Laastens is die buise vir 20 uur aan hoëspoedsentrifugering 140 000 X g onderwerp.

Waarneming

Na sentrifugering skei die DNA op grond van massa of digtheid. Verskillende DNA-bande soos swaar, intermediêre en ligte DNA vorm as gevolg van die konsentrasiegradiënt wat deur CsCl geskep word.

Die ligte DNA sal bestaan ​​uit a suiwer 14 N isotoop. 'n Intermediêre DNS-band sal die kombinasie of aandui mengsel Van albei 15 N en 14 N isotope. Die voorkoms van swaar DNS-bande sal bestaan ​​uit a suiwer 15 N isotoop.

Afsluiting

Die resultaat, na twee generasies van E.coli, is die volgende resultate verkry:

In die F-1 generasie: Volgens die werklike waarnemings, twee DNS-stringe (met 'n mengsel Van albei 15 N en 14 N isotope) sal produseer in F-1 gen. Die bostaande diagram toon dat die semi-konserwatiewe en dispersiewe model die groeipatroon gehoorsaam wat deur Meselson en Stahl verduidelik word.

Dit is dus duidelik dat die DNS nie via "Konserwatiewe modus" repliseer nie. Volgens die konserwatiewe model repliseer die DNS om een ​​nuut gesintetiseerde DNS en een ouer DNS te produseer. Daarom is die konserwatiewe model afgekeur, aangesien dit nie hibriede DNA in die F-1 generasie produseer nie.

In die F-2 generasie: Volgens die werklike waarneming, vier DNS-stringe (twee met baster en die oorblywende twee met ligte DNA) sal in die F-2-generasie produseer. Die baster-DNS sluit 'n mengsel van 15 N en 14 N in. Die ligte DNA-stringe bevat 'n suiwer 14 N. Die diagram toon dat slegs semi-konserwatiewe tipe replikasie soortgelyke resultate gelewer het wat deur Meselson en Stahl uitgevoer is. Dus is beide die konserwatiewe en dispersiewe maniere van replikasie afgekeur.

Daarom kan ons aflei dat die tipe replikasie in DNA is "Semi konserwatief”. Die nageslag het 'n hibriede DNS wat 'n mengsel van beide templaat en nuut gesintetiseerde DNS in die semi-konserwatiewe model bevat. Na elke vermenigvuldiging sal die aantal nageslag verdubbel, en die helfte van die ouerlike DNA sal vir die volgende generasie bewaar word.


Meervoudige keuse

Wat is die mees uitdagende kwessie wat genoomvolgordebepaling in die gesig staar?

A. die onvermoë om vinnige en akkurate volgordebepalingstegnieke te ontwikkel
B. die etiek van die gebruik van inligting uit genome op individuele vlak
C. die beskikbaarheid en stabiliteit van DNA
D. al die bogenoemde

Genomika kan in die landbou gebruik word om:

A. nuwe basterstamme genereer
B. siekteweerstand te verbeter
C. opbrengs verbeter
D. al die bogenoemde

Watter soort siektes word bestudeer deur genoomwye assosiasiestudies te gebruik?

A. virale siektes
B. enkelgeen oorgeërfde siektes
C. siektes wat deur veelvuldige gene veroorsaak word
D. siektes wat deur omgewingsfaktore veroorsaak word


Suksesvolle DNA-plasmiedvoorbereiding

Alhoewel DNA plasmied preps verskeie vorme van DNA kan terugkeer, is daar net een soort wat jy wil hê vir suksesvolle kloning en transfeksie: supercoiled. Maak seker jy weet hoe om jou herstel van goeie kwaliteit supercoiled DNA te verhoog. Het dit jou gehelp om te verstaan ​​hoekom jy drie bande kry wanneer jy plasmied-DNS op agarose-gels laat loop? Het jy enige ander plasmiedvoorbereidingswenke? Ons’d graag om te hoor in die kommentaar.

Oorspronklik gepubliseer op 8 Oktober 2014. Hersien en herpubliseer April 2021.