Tài liệu XÁC ĐỊNH DẤU VÂN TAY ADN pot

GVHD: ThS. Ngô Văn Thanh
Nhóm SVTH: Nguyễn Văn Chung
Phan Xy
Hà Nội - 6/2012
1
Xác định dấu vân tay ADN
Khái niệm
Cơ sở khoa học
Phương pháp tiến hành
Các ứng dụng 4
1
2
3
2
Xác định vân tay DNA là gì?
Việc phân biệt các cá thể bằng cách dựa vào
mô hình lặp lại trong ADN được gọi là xác định
dấu vân tay ADN
3
DNA 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
C
l

i
c
k

t
o

e
d
i
t

M
a
s
t
e
r

t
e
x
t

s
t
y
l
e
s

S
e
c
o
n
d

l
e
v
e
l
T
h
i
r
d

l
e
v
e
l
F
o
u
r
t
h

l
e
v
e
l
F
i
f
t
h

l
e
v
e
l
Phương pháp đơn giản
hơn ???
D
ự
a

v
à
o

c
á
c

m
ô

h
ì
n
h

l
ặ
p

l
ạ
i

t
r
o
n
g

A
D
N
D
ự
a

v

à
o

c
á
c

m
ô

h
ì
n
h

l
ặ
p

l
ạ
i

t
r
o
n
g

A

D
N
5

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
* 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
Dựa vào các
ADN tiểu
vệ tinh
(minisatellite)
Dựa vào các ADN vi vệ
tinh (microsatellite)
Các loại xét nghiệm dấu vân tay ADN
8

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

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

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

ADN 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

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

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.
…CGTAGCCTTGCATCCTTCTCTCTCTCTCTCT ATCGGTACTACGTGG…
…
CGTAGCCTTGCATCCTTCTCTCTCTCTCTCTCTCTATCGGTACTACGTGG…
14

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
1 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
17
18

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

Quy trình thực hiện được tóm tắt như sau :

Tách chiết ADN từ
các mẫu
thử nghiệm
Điện di
phát hiện kích
thước của STR
được khuếch đại
1 2
3 4
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
21
22
23

Xác định mối quan hệ huyết thống
•
Việc phân tích các mô hình VNTR giữa bố mẹ – con cái đã được 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…
•
Các mô hình này cũng đủ đặc hiệu để có thể tái xây dựng VNTR 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 của mô hình VNTR được xây dựng càng cao
24

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