Dau van tay ADN

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>Dấu vân tay ADN </b>

1. <b>ADN </b>

ADN (Deoxyribonucleic acid) là chất hố học góp phần chính tạo nên nhiễm sắc thể.
Một phần nhất định của nhiễm sắc thể quy định cho một tính trạng được gọi là một gen.
Về mặt cấu trúc ADN là một chuỗi xoắn kép bao gồm hai sợi đơn xoắn quanh nhau. Mỗi
sợi chứa một trình tự các base (cịn được gọi là nucleotide). Có bốn loại base là Adenin,
Guanin, Cytosine và Thymin.

Hai sợi ADN liên kết với nhau qua từng base. Mỗi base chỉ với một base nhất định
khác: Adenin (A) chỉ liên kết với Thymine (T) còn Guanin (G) chỉ liên kết với Cytosine
(C). Giả sử có một sợi đơn như sau: A-A-C-T-G-A-T-A-G-G-T-C-T-A-G. Sợi liên kết với
nó sẽ có trình tự:

T-T-G-A-C-T-A-T-C-C-A-G-A-T-C. Sợi kép ADN sẽ là:
T-T-G-A-C-T-A-T-C-C-A-G-A-T-C

A-A-C-T-G-A-T-A-G-G-T-C-T-A-G

Trình tự ADN được đọc theo một chiều cố định, từ phía đầu (gọi là đầu 5’) tới phía cuối
(gọi là đầu 3’). Trong một chuỗi kép hai sợi đơn có chiều ngược nhau .

5'T-T-G-A-C-T-A-T-C-C-A-G-A-T-C3'

3'A-A-C-T-G-A-T-A-G-G-T-C-T-A-G5'

<b>2. ADN Fingerprinting là gì?</b>

ADN của tất cả mọi sinh vật đều giống nhau. Sự khác nhau duy nhấtgiữa các cá thể
trong cùng một lồi là trình tự các cặp base. Có hàng tỉ cặp base trong ADN của mỗi cá
nhân, do đó trình tự base ở mọi người là khác nhau.

Mọi cá thể có thể được nhận dạng duy nhất dựa trên trình tự các cặp base của họ.
Tuy nhiên, do có hàng tỷ cặp base nên cơng việc sẽ vơ cùng khó khăn. Thay vào đó các
nhà khoa học có thể sử dụng một phương pháp ngắn hơn, đơn giản hơn nhiều dựa vào các
mơ hình lặp lại trong ADN.

Các mơ hình lặp lại khơng biểu diễn “dấu vân tay” của một cá thể nhưng chúng có
thể khẳng định được rằng liệu hai mẫu ADN là từ một người, từ hai người có liên quan
huyết thống hay từ hai người khơng có quan hệ gì. Các nhà khoa học sử dụng một số lượng
nhỏ các trình tự ADN có sựbiến đổi giữa các cá thể để phân tích những khả năng liên hệ có
thể có.

<b>3. ADN Fingerprinting được tiến hành như thế nào ?</b>
<i><b>3.1. Southern Blot </b></i>

Southern Blot là một phương pháp phân tích các mơ hình di truyền trong ADN của mỗi cá
nhân. Các bước thực hiện Southern Blot bao gồm:

<i>3.1.1 Tách chiết ADN cần làm rõ từ mẫu như mô, máu, huyết thanh ... Cơng việc</i>
này có thể tiến hành hoặc theo phương pháp hố học hoặc theo các biện pháp sử dụng máy
móc.

<i>3.1.2 Cắt ADN thành các đoạn nhỏ với kích thước khác nhau bằng cách sử dụng một</i>
hay nhiều Enzymgiới hạn.

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

gian di chuyển thì sẽ đi được một quãng đường xa hơn so với những đoạn lớn hơn. Như vật
trên điện di đồ người ta có thể phân tách được các trình tự ADN theo kích thước.

<i>3.1.4 Biến tính ADN làm cho các phân tử ADN từ dạng mạch kép trở thành dạng</i>
mạch đơn. Quá trình này có thể thực hiện hoặc bằng nhiệt độ hoặc bằng các hoá chất.

3.1.5 Thấm ADN (Blotting the ADN). Bản gel, trên đó có ADN đã được phân tách
theo kích thước, được áp vào màng nitrocellulose rồi nén chặt cho ADN dính lên màng.
Lúc này ADN đã sẵn sàng để được phân tích.

Để phân tích Southern Blot người ta sử dụng các mồi đánh dấu phóng xạ trong phản
ứng lai với ADN nghi vấn. Sau khi mẫu dò đã lai với ADN mạch đơn trên màng
nitrocellulose người ta chiếu tia X và khi đó chỉ có những vùng có mẫu dị bám vào mới
hiển thị trên phim. Điều này giúp các nhà nghiên cứu nhận diện mơ hình di truyền của từng
cá nhân.

<i><b>3.2. Tạo các mẫu dò phóng xạ </b></i>

<i>3.2.1 Dùng enzym ADN polymerase để tổng hợp mẫu dị phóng xạ. Đầu tiên cho</i>
ADN dùng để làm mẫu dị vào ống.

<i>3.2.2 Tạo ra các "vết khía", hay nói cách khác là các chỗ đứt dọc theo chiều dài của</i>
ADN cần tạo mẫu dò. Tiếp theo bổ xung các nucleotide tự do trong đó có các nucleotide,
chẳng hạn nucleotide C, đã được đánh dấu phóng xạ.

<i>3.2.3 Cho ADN polymerase vào ống và ngay lập tức chúng bám vào các vết cắt. </i>
<i>3.2.4 ADN polymerase bắt đầu sửa chữa ADN theo chiều 5' - 3'. Enzym này phá huỷ</i>
các liên kết phía trước nó (hoạt tính exonuclease 5' - 3') và thay bằng các nucleotide mới
(hoạt tính ADN polymerase). Khi các nucleotide C đánh dấu phóng xạ liên kết với các
nucleotide G trên. Kết quả là ADN ban đầu trở thành ADN đánh dấu phóng xạ.

<i>3.2.5 ADN này sau đó được bằng nhiệt độ làm biến tính sợi kép thành hai sợi đơn.</i>
Trong hai sợi đơn sẽ có một sợi được đánh dấu phóng xạ cịn sợi kia thì khơng. Sợi đánh
dấu phóng xạ lúc này được gọi là mẫu dị và đã sẵn sàng cho cơng việc tiếp theo.

<i><b>3.3. Phản ứng lai phân tử </b></i>

<i>3.3.1 Lai phân tử là quá trình kết hợp lại của hai mạch đơn ADN. Cơ sở của việc lai</i>
phân tử là các mối liên kết hydro giữa các base trên hai mạch. Giữa một base A và
một base T hình thành hai liên kết hydro cịn giữa G và C hình thành ba liên kết.
<i>3.3.2 Để tiến hành phản ứng lai phân tử trước hết ADN mạch kép phải được biến</i>
tính. Đó là một q trình trong đó các liên kết hydro của mạch ADN kép ban đầu bị phá vỡ
giải phóng hai mạch đơn với tồn bộ các base sẵn sàng tiếp nhận các liên kết hydro mới.

<i>3.3.3 Khi các ADN đã được biến tính, các mẫu dị mà bản chất là các đoạn ADN sợi</i>
đơn đánh dấu phóng xạ có thể được sử dụng để xem liệu trên đoạn ADN đó có chứa trình
tự bổ xung với trình tự của mẫu dị hay khơng. ADN và mẫu dò được trộn với nhau trong
một túi nhựa cùng dung dịch muối phù hợp. Túi nhựa được lắc trên máy lắc để tạo điều
kiện tốt cho các trình tự chuyển động và gặp nhau. Khi các mẫu dị tìm được trình tự phù
hợp chúng sẽ liên kết với trình tự đó.

<i>3.3.4 Sự tương hợp giữa mẫu dị và ADN trên thực tế khơng nhất thiết phải hồn</i>
tồn chính xác. Các trình tự mẫu dị ở những độ sai khác nhất định vẫn có thể bám vào
ADN cho dù sự tương hợp không cao. Lẽ dĩ nhiên, độ tương hợp càng thấp thì càng có ít
mối liên kết hydro giữa mẫu dị và ADN mạch đơn. Người ta có thể tính tốn được khả
năng các mẫu dị có độ tương hợp thấp bám vào ADN bằng cách thay đổi nhiệt độ của
phản ứng lai hay thay đổi lượng muối trong dung dịch đệm.

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

Tất cả các sợi ADN đều có những đoạn chứa thơng tin di truyền của sinh vật được
gọi là các exon và những đoạn dường như không chứa thông tin di truyền gọi là các intron.
Mặc dù các intron có vẻ như vơ dụng nhưng chúng có chứa các trình tự base lặp lại. Những
trình tự này, được gọi là Các trình tự lặp lại đa dạng về số lượng (VNTRs), có thể xuất hiện
ở mọi chỗ với kích thước trong khoảng từ 20 đến 100 cặp base.

Mỗi người đều có một số lượng các VNTR. Để xác định dạng VNTR đặc trưng của
mỗi cá thể người ta tiến hành phản ứng Southern Blot, sau đó sản phẩm từ Southern Blot

được đem lai với các mẫu dò trong phản ứng lai phân tử. Mẫu dò được sử dụng là một
phiên bản đánh dấu phóng xạ của trình tự lặp lại (VNTR) nghi vấn. Mơ hình di truyền có
được sau q trình như vậy thường được gọi là Ỏ Dấu vân tay ADN Õ.

Mỗi mơ hình VNTR của một cá thể xác định lại được bắt nguồn từ thông tin di
truyền nhận được từ bố mẹ của cá thể đó. Có thể là của bố, của mẹ hay là một sự kết hợp
từ cả hai nguồn nhưng khơng bao giờ có trường hợp cá thể không nhận được VNTR của cả
bố cũng như mẹ. Hình dưới minh họa các mơ hình VNTR của một gia đình. Các băng mầu
xanh là của người mẹ cịn các băng mầu vàng là của người bố. Mẫu D1 là con gái của hai
vợ chồng, mẫu D2 là con của bà Nguyễn và người chồng cũ, mẫu S1 là con trai của hai vợ
chồng còn mẫu S2 là con nuôi của họ. Ta thấy ở mẫu D1 và S1 nhận được các băng xanh
và vàng với kích thước tương ứng với một số băng của bố và mẹ, mẫu D2 có các băng mầu
xanh của người mẹ cịn mẫu S2 khơng có băng nào như vậy.

Do các mơ hình VNTR được di truyền nên mơ hình này ở mỗi người đều ít nhiều
mang tính duy nhất. Càng nhiều mẫu dị được sử dụng để phân tích trong phản ứng lai
phân tử thì mơ hình VNTR (dấu vân tay ADN) càng có tính riêng biệt cũng như càng được
cá nhân hoá.

<b>5. Các ứng dụng của ADN Fingerprinting </b>
<i><b>5.1 Xác định mối quan hệ huyết thống. </b></i>

<i> Bởi vì mỗi người thừa hưởng mơ hình VNTR từ bố mẹ nên VNTR có thể được sử</i>
dụng để xem xét mối quan hệ huyết thống. Các mơ hình này cũng đủ đặc hiệu để có thể tái
xây dựng VNTR của bố mẹ nếu biết các mơ hình VNTR của con cái. Dĩ nhiên càng có
nhiều “Dấu vân tay ADN” 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. Việc phân
tích các mơ 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.

<i><b>5.2 Nhận dạng tội phạm và khoa học hình sự </b></i>

ADN 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 ADN của những
người bị tình nghi, từ đó xác định được người đó phạm tội hay vơ can. Các mơ hình VNTR
cũng rất hữu ích trong việc xác định thân phận nạn nhân trong các trường hợp giết người,
hoặc từ ADN bằng chứng được tìm thấy hoặc từ chính cơ thể nạn nhân.

<i><b>5.3 Xác định đặc trưng cá thể </b></i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

tay ... có nhiều ưu điểm hơn và trên thực tế việc dùng chúng để xác định cá thể là sự lựa
chọn hợp lý hơn.

<b>6. Những vấn đề thường gặp</b>

Cũng giống như nhiều vấn đề khác trong thế giới khoa học, các khía cạnh của ADN
Fingerprinting cũng khơng được bảo đảm 100%. Thuật ngữ ADN Fingerprinting (Dấu vân
tay ADN) nếu chỉ xét theo nghĩa ngơn ngữ là khơng chính xác. Nếu dùng thuật ngữ này tức
là giống như dấu vân tay các mơ hình VNTR của một cá thể phải là duy nhất của cá thể đó.
Thực ra tất cả những gì mà một mơ hình VNTR có thể đưa ra chỉ là khả năng một cá thể
nghi vấn có đúng là cá thể (một đứa trẻ, một dấu vết của tội phạm ...) đã cung cấp mơ hình
VNTR hay khơng.

<i><b>6.1 Độ tin cậy </b></i>

Khả năng một dấu vân tay ADN thuộc về một cá thể xác định đặc biệt cần độ chính
xác cao trong các trường hợp tội phạm, lĩnh vực mà một sai sót nhỏ có thể huỷ hoại cuộc
đời của một con người. Việc sử dụng các mô hình VNTR hiếm gặp hay kết hợp nhiều mơ
hình VNTR để tạo ra một mơ hình VNTR cần thiết sẽ làm tăng độ tin cậy trong việc kết

luận hai mẫu ADN phù hợp thực sự (tức là loại bỏ được nhiều trường hợp hai mẫu ADN
có vẻ giống nhau nhưng thực ra chúng không phải là của một người) hay có mối liên quan
(trong các trường hợp xác định huyết thống).

<i><b>6.2 Di truyền học quần thể</b></i>

Bởi vì các VNTR là kết quả của sự kế thừa di truyền nên chúng không được phân bố
chéo qua tất cả các quần thể người. MộtVNTR nhất định do đó khơng thể có một xác suất
xuất hiện ổn định mà nó sẽ thay đổi phụ thuộc vào nền tảng di truyền của mỗi cá thể. Sự
khác nhau trong các xác suất xuất hiện của một VNTR nhất định tỏ ra đặc biệt rõ ràng giữa
các chủng tộc. Một vài VNTR xuất hiện thường xuyên ở chủng người Tây Ban Nha lại rất
hiếm khi xuất hiện ở chủng người Cáp ca hay chủng người Phi-Mỹ. Hiện nay người ta vẫn
chưa biết đủ về tần số phân bố VNTR giữa các dân tộc để khẳng định một cách chính xác
những nét riêng biệt của chúng. Thành phần di truyền hỗn tạp của một số lượng lớn các cá
thể lai tạo ra một bộ các câu hỏi hồn tồn mới. Các thí nghiệm xa hơn trong lĩnh vực di
truyền học quần thể đã và đang bị cản trở rất nhiều do những tranh cãi, những cuộc bút
chiến xung quanh ý kiến về việc nhận dạng cá thể dựa vào những bất thường di truyền.

<i><b>6.3 Những khó khăn về ký thuật</b></i>

Xác suất xảy ra những sai sót trong các q trình lai phân tử cũng như bắt cặp với
mẫu dò cần phải được làm sáng tỏ. Lẽ dĩ nhiên các sai sót khơng được chấp nhận. Tất cả
mọi người đều cho rằng một người vô tội không thể bị tống vào tù, một tên tội phạm không
được phép nhởn nhơ trên đường phố hay một người mẹ phải được quyền ni nấng đứa
con của mình. Tất cả những điều như vậy lại phụ thuộc vào người kỹ thuật viên. Nếu anh
ta tiến hành thí nghiệm một cách cẩn thận thì mọi việc sẽ tốt đẹp và ngược lại. Giả sử như
khi chỉ có một lượng ADN mẫu rất nhỏ thì người kỹ thuật viên phải làm thật thận trọng,
hay như trong thí nghiệm có phản ứng nhân gen nếu gen được nhân lên là gen từ tế bào da
của người làm thí nghiệm rơi vào thì kết qủa sẽ hoàn toàn sai. Cho đến nay các tiêu chuẩn
để khẳng định sự trùng hợp của dấu vân tay ADN, dùng trong phịng thí nghiệm để làm

giảm các sai sót, vẫn chưa được soạn thảo nghiêm ngặt và tồn thể. Chính vì điều này nên
dấu vân tay ADN cho đến nay vẫn ít nhiều bị xã hội phản đối.

/>

Tác giả: Kate Brinton và Kim-An Lieberman

</div>

<!--links-->
Quản lý chuyên cần đại lý bằng dấu vân tay

• 4
• 414
• 0