亲子鉴定原理.docx

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亲子鉴定原理

1.单基因遗传

单纯由某一对等位基因控制，与环境条件等无关，称为单基因遗传特征。

靠这种遗传特征的检查，发现被检查者之间有与遗传规律矛盾时，便能断然否定其亲生关系。

这种遗传特征包括血型，DNA多态性、染色体多态性等。

根据基因所在的染色体把单基因遗传方式分为常染色体显性遗传（Autosomaldominantinheritanee,AD）、常染色体隐性遗传（Autosomalrecessiveinheritanee,AR）和伴性遗传（Sex—linkedinheritance）。

因此，把单基因遗传规律又称之为单基因孟德尔方式的遗传规律。

2.复杂遗传或多基因遗传

是由若干多基因和环境等条件共同作用后形成的，称为复杂的遗传特征。

身材高矮、面貌肤色等特征均属这一类。

这些只能作为亲子鉴定的参考。

3.孟德尔遗传定律

孟德尔（Mendel,1865年）在研究性状遗传时，用豌豆进行杂交试验，找出了遗传规律，称为孟德尔遗传定律，有两条重要规律，即分离律和自由组合律。

1．分离律染色体及基因在体细胞中都是成对的，体细胞通过减数分裂形成配子时，成对的基因随着染色体彼此分离，各自进入一个配子中，每个配子只含亲代一对基因中的一个，即不同遗传性状独立传递，如ABO血型的杂合子AO、A及0基因各进入一个配子，独立遗传。

2．自由组合律不同位点上的基因在形成配子时自由组合，形成子代的基因型，决定着子代的遗传性状，子代半数基因来自父亲，半数基因来自母亲。

4.连锁与重组两个或两个以上的等位基因，位于同一条染色体上，一起遗传给后代，称为连锁同源染色体之间可以发生交换而引起基因的重组。

连锁交换律：

连锁着的基因作为一个单倍体传递，但由于成对等位基因之间的交换，可发生基因重组，导致成对基因之间的互换或不完全连锁。

5.染色体体显性遗传

是指遗传基因、性状（包括遗传病）的传递主要由位于常染色体上的显性基因（Dominantgene）所控制，无论在等位基因相同的纯合子（Homozygote）上还是等位基因不同的杂合子（Heterozygoto）上，它所控制的基因或性状都能得以表现，并连续传递，男性与女性机会均等。

例如红细胞血型MN系统，它有一对等位基因M、N,均为显性基因，定位第4号染色体MN基因位点上，其遗传方式属典型的常染色显性遗传，可组成三种基因型（Genotype）MM、MN和NN。

由于MN血型的基因是显性基因，所以它们的遗传性状无论是纯合子MM和NN,还是杂

合子MN均表达，它就有基因型与表现型（Phenotype）一致的3种血型M型、N型和MN型。

像同工酶型、蛋白型、VNTR遗传标记遗传方式均属于此类属典型常染色体显性遗传。

6.染色体隐性遗传

是指遗传基因、性状（包括遗传病）的遗传主要由位于常染体上的隐性基因（Recessivegene）所控制，只有在纯合子时表现它所控制的基因或性状，而在杂合子时不表达。

例如红细胞血型P系统（Pbloodgroup），定位于第6号染色体P位点上，有2个等位基因显性基因P1和隐性基因P2,其遗传方式呈典型常染色体隐性遗传，组合成3种基因型为纯合子P1P1、P2P2和杂合子P1P2,其表现型为2种P1型和P2型，这是因为杂合子P1P2基因型中P2隐性基因不能被表达。

又如大家熟知的红细胞血型ABO系统（ABObloodgroup）定位第9号染色体ABO基因位点上，有3个等位基因a、b、o。

，其中a、b为显性基因，o为隐性基因。

这个血型系统中就产生了二种遗传方式，常染色体显性遗传和常染色体隐性遗传，组合成6种基因型，纯合子aa、bb、oo和杂合子ao、bo、ab，其表现型为4种，A型、B型、AB型和0型，因为杂合子中的o基因为隐性基因，不能被表达，ao、bo个体表现型只能是A型和B型。

7.伴性遗传

是指位于性染色体上基因的遗传方式，归纳为X伴性显性遗传（X—linkeddomi-nantinheritance）、X伴性隐性遗传（X—linkedrecessiveinheritance）和Y伴性遗传（Y—linkedinheritance）。

现知X伴性遗传病绝大多数为X伴性隐性遗传病，大多累及眼、耳和神经系统，故有人认为X染色体上可能集中了神经外胚层发育的有关基因。

具有丫伴性基因者均为男性，不传给女

儿。

研究伴性染色体基因进行性别鉴定，在生物学、法医学、遗传学、体育界普遍应用。

8.鉴定原理

①孩子不可能带有双亲都没有的等位基因；②孩子必定得到双亲每方的一对等位基因中的一个；③只有在双亲都带有一个相同的等位基因（例如A）的情况下，孩

子才能有可能带有两个相同的等位基因（AA）；④双亲中的一方或双方为某个等位基因纯合子时（例如基因型为AA）,这个基因（A）必定要在孩子中表现出来。

根据

上述规律，鉴定亲子关系的基本原理可以归纳为以下两点：

1．在确认孩子的某

个等位基因必定来自生父，而争议父亲并不带有这个等位基因的情况下，可以排除他是孩子的生父。

2．在确认孩子的某些等位基因必定来自生父，而争议父亲

也带有这些等位基因的情况下，不能排除他是孩子的生父，即争议父亲有可能是孩子的生父。

这个可能性究竟有多大，可以通过计算争议父亲和孩子之间的亲子关系指数或亲子关系概率作出定量的估计。

在父母均不肯定案以及双亲中缺少一方等案件中，往往要求鉴定夫妇双方与孩子；或双亲一方与孩子是否有亲子关系，其鉴定原理和上述相同。

根据妊娠期限正常妊娠期限为280±14天，但有报告性交后长达329天才分娩者，也有短至28周娩出具有生活能力的婴儿者。

若能证明生母受精期间有争议的男人不可能与她同居，便可否定其为生父。

根据性交能力及生育能力

若能证明有争议的父（或母）在受精期间无生育能力，便可否定亲子关系。

性交能力与生育能力不尽相同，但有联系，亦可供参考。

9.血型概述

血型是人类血液的由遗传控制的个体特征之一。

血型与临床输血、器官移植、遗传生化学或疾病相关，人类学上用于研究人种起源及迁移，法医学上广泛用于个人识别和亲子鉴定。

狭义的血型指的是红细胞膜上的抗原的类型，即红细胞血型。

广义的血型是指白细胞、血小板、血清、红细胞溶解液、唾液、精液等的遗传学多态性。

现代血型的研究，是本世纪才开始的。

1900年奥地利学者Landsteiner发现人类第一个血型系统，即ABO系统。

1900年Ehrlich将一只山羊的红细胞注给另一只山羊后，在后者的血清中便产生同族溶血素，能使前者的红细胞溶血。

从而能鉴别同一物种中的不同个体。

这个工作启发了Landsteiner研究不同人的红细胞之间是否有免疫学差异，终于发现了人类第一个血型系统，认识到这是一种免疫学现象。

于是解释了过去何以把动物血输给人，或人血输给另一人每每发生严重后果（输血反应）。

Landstiner的研究证明ABO血型有A、B、AB、O四种，每人分属其中一种。

输血必须匹配。

之后25年间人们主要从事ABO血型分布及遗传规律的研究，1924年Bernstein提出ABO血型的遗传学说，于是血型（抗原）系统这个概念就建立起来了，人们认识到由一个遗传位点（也可能

是几个紧密联锁的位点）上的等位基因所决定的红细胞表面上的抗原，不论多少种，都属于一个系统。

血型的遗传服从于孟德尔遗传定律，在遗传上有显性遗传和隐性遗传。

红细胞血型的血型物质是红细胞膜表面的抗原，它可以与相应的抗体相结合。

血型抗体有天然抗体与免疫抗体两类，1．天然抗体未曾与有关抗原接触过血清

中的抗体，称为天然抗体（naturalantibodies）。

众所周知的天然抗体是抗A与抗B抗体。

这类抗体有规律地存在于人类血清中，也称为规则（regular）抗体。

抗-A

与抗一B抗体的产生机制可能是机体对某些含有与人类A或B血型物质相似的物

质发生免疫反应，产生抗体，后者能与人类A或B型红细胞发生凝集反应。

细菌含有与人类A或B血型物质很相似的抗原，如大肠埃希菌086含有与B物质

相似的抗原。

其他血型系统中也有天然抗体，见表抗一A、抗一B以外的其他

人类天然红细胞抗体--抗一H、抗一HI及抗I抗一M、抗一N、抗一S、抗一s、抗一M及抗一V抗一Lee~-Les抗一K抗一P1及抗一PPlPk抗一E---天然抗体全部或部分是IgM。

抗一A与抗B抗体可以部分是IgM，也可以全部是IgM，但抗一A、抗一B抗体也可以是IgG。

抗-HI与抗-H抗体全部是IgM。

抗一I抗体是一种寒冷自家凝集素，经常全部是IgM，有一例部分是IgG。

大部分IgM抗体在盐水介质中能与红细胞发生可见的凝集反应，故称为盐水（saline）抗体，也称

双价（bivalent）抗体，或完全（complete）抗体。

抗体大都在4°C,或室温（20—25°C），偶尔在30C与红细胞发生凝集反应，在37C发生的反应很弱。

故又称寒冷（cold）抗体。

植物凝集素也属天然血型抗体，例如Dolichosbiflorus浸液中具有抗-A1特异性，能与A1型红细胞发生凝集反应，但不能与A2型红细胞发生凝集反应，可用来区别A1与A2亚型。

荆豆种子（Ulexeuropaeus）浸液具有抗-H特异性；Viciagraminea、Bauhiniapurpurea与Bauhiniavariegate等种子浸液均具有抗N特异性；Iberisamara具有抗-M特异性。

从螺中可以提取抗-A抗体，从真菌中可以提取抗-B抗体。

2．免疫抗体抗原刺激机体所产生的抗体，称免疫抗体（immuneantibodies）。

除上述天然抗体以外，绝大多数红细胞抗体都是免疫抗体，由输不相容血液或孕妇怀不相容血型的胎儿而产生。

免疫抗体不经常存在于血清中，故称不规则（irregular）抗体。

大部分免疫抗体是IgG，最适反应温度是37~C，又称为温性（warm）抗体。

这类抗体在盐水介质中不能使红细胞发生可见的凝集反应，只能在胶体介质（如清蛋白）中，使红细胞发生凝集反应，也能在非胶体介质中使酶处理过的红细胞发生凝集反应，故也称为不完全抗体,或称为胶

固性抗体（conglutinin）。

在抗球蛋白试验中，这类抗体只能使红细胞致敏，但不

能使红细胞发生可见的凝集反应，加入抗人球蛋白血清之后，后者与红细胞上的不完全抗体发生抗原抗体反应之后，红细胞才发生可见的凝集反应。

不完全抗体使红细胞致敏后，即使再加入天然抗体，也不会使红细胞发生凝集反应，故不完全抗体也称为封闭性（Blocking）抗体。

IgM与IgG抗体的区别在于IgM抗体经sulphydryl处理后，失去了直接使红细胞发生可见凝集反应的能力，保留了与抗原结合的能力，而sulphydryl处理IgG不发生什么影响。

其他的红细胞血型包括：

P血型Lewis血型Kell血型Lutheran血型Kidd血型Duffy血型Xg血型Diego血型等等。

10.DNA的化学组成

1．碱基A，G，C，T，U2．戊糖和磷酸DNA中的戊糖为第二位碳原子上脱去了一个氧原子的D-2脱氧核糖。

RNA中的戊糖为D-2核糖。

每个核苷酸可以有1~3个磷酸基因。

3．核苷酸链嘧啶碱的第1位氮原子或嘌呤碱的第9位氮原子与戊糖的第1位碳原子通过糖苷键连接成核苷，核苷中戊糖的第5位碳原子再与磷酸通过磷酸酯键连接为单核苷酸，单核苷酸之间通过磷酸二酯键连接而构成大分子的多核苷酸链，即一个单核苷酸上戊糖的第3位碳原子与相邻的一个单核苷酸上戊糖的第5位碳原子通过磷酸二酯键彼此连接。

戊糖C5磷酸呈游离首端（5'端），戊糖C3OH呈游离尾端（3'端），核酸分子的碱基序列阅读方向是由5'?

。

3'4．空间构象核苷酸碱基的化学结构决定了DNA的空间构象，在鸟嘌呤和胞嘧啶之间形成三个氢键（GoC）,腺嘌呤和胸腺嘧啶之间形成二个氢键（A=T），其他空间关系通常不太可能，它们是DNA二条多核苷酸链形成双螺旋结构的分子基础。

DNA结构1．一级结构DNA的一级结构是由四种不同的单核苷酸按一定的数目、比例、排列顺序通过磷酸二酯键连接而成的多核苷酸长链。

由于四种单核苷酸的数目、比例、排列顺序不同,可以构成种类繁多的核酸分子。

DNA的一级结构与它的生物学功能密切相关,任何一个核苷酸的缺失或位置颠倒等细节变化,都会导致核酸的结构及生物功能的改变,而且这种改变可以遗传下来,使遗传的性状改变。

例如,镰刀形红细胞贫血就是由于DNA一级结构中编码血

红蛋白基因的一个核苷酸改变所致。

2.二级结构DNA的二级结构是指DNA

的空间结构，双螺旋是DNA的特征性结构。

其要点如下：

DNA分子是由两条反向平行的多核苷酸长链（即一条链是3，一5,走向，而另一条链为5,—3，走向），围绕着同一个中心轴盘旋成螺旋状结构，好像是一个螺旋形的梯子，如

果把螺旋形梯子拉直，则梯子的两边是由许多磷酸和脱氧核糖相间连接；梯子Watson和Crick的DNA结构的双螺旋模要点：

（1）两条右手螺旋的多核苷酸链环绕同一中心轴盘旋。

（2）两条链是反平行的，即一条链是5,端在上，3，端

在下；另一条链是3，端在上，5'端在下。

（3）两条链的磷酸一核糖主链在外，碱基在内。

碱基平面相互平行叠加，与中心轴垂直，每个碱基平面距离为0.34nm.⑷螺旋转一圈要10个碱基，螺距为3.4nm.⑸两条链相对的碱基存在A=T，C=G的互补关系，彼此靠氢键相互作用。

G/C对之间有三个氢键，而A/T对之间仅有两个氢键。

屋叮在DNA双螺旋分子上交替存在着大沟和小沟。

（7）C

和G核苷酸中的糖苷键是反式构型，脱氧核糖的折叠是2'在内。

（图1，图2,

图3）上述的DNA双螺旋构象称之为B构象（B—DNA），在某些条件下，DNA亦可表现为A—DNA和Z—DNA构象。

DNA构象产生多态性的原因在于多核苷酸链的骨架含有许多可转动的单键，从而使糖环可采取不同的折叠形式和糖苷键采取不同构象；多核苷酸链含有许多可转动的键，但实际上主要的转动发生在磷酸二酯键的两个0—P键上。

在溶液中DNA一般为B—DNA，当B—DNA脱水或加入乙醇或盐而使水的活度降低时，B—DNA转变为A—DNA。

Z—DNA不同于

B—DNA，它是左手双螺旋，Z—DNA的糖一磷酸主链的伸展程度不如A—DNA或B—DNA。

在溶液中，只有正离子（如Na+）的浓度高到足以中和磷酸基上的负电荷时，交替的嘌呤一嘧啶才表现左手性构象。

盐浓度较低时，它形成典型的B—DNA0现在证明Z—DNA存在于天然的DNA中，Z—DNA的存在可能与基因表达的调控有关。

3.三级结构每条染色体都是由双螺旋的DNA分子盘绕折叠而成，真核生物的染色体在细胞增殖周期的大部分时间是以染色质的形式存在的，常染色质中DNA的压缩率是1000-2000倍，即DNA的实际长度是染色体长度的1000〜2000倍。

这就揭示从DNA到构成染色体一定有一系列的结构等级：

即DNA和组蛋白构成核小体，核小体绕成一个中空的螺旋管状结构，进一步形成超螺旋管和染色体结构。

DNA自身活动规律1.复制

（1）按模板半保

留复制

（2）复制的半不连断性（3）复制的双向性（4）有1个或多个复制起始点（5）引物启动DNA聚合酶，使核苷酸按5'?

3延'长（6）DNA先复制片段，再连成较完整的基因。

（图1，图2）2．突变DNA的核苷酸序列发生改变，或单个碱基的点突变。

包括碱基替换、移码突变。

3．重组生物要适应就

得有变异（Variation），变异是DNA突变和DNA重组（Recombination）变异的结果。

只有突变没有不同个体间的基因交换（Geneexchange）将难以产生适应环境的基因组合。

DNA重组（基因交换）保证遗传的多态性。

依据DNA序列和所需蛋白基因可将其分为4类，①同源重组（Homologousrecombination）又称交换（Crossingover），发生在真核生物非姊妹和姊妹染色单体上的较大DNA片段的交换（图）；

②位点专一性重组（Site—specificrecombination）是在同源序列之间配对而发生重组，必须有位点专一性蛋白质因子参与催化；③转座重组（Transposition

recombination）是可移动的DNA片段从染色体一个区段移到另一个区段，改变了染色体的结构，是染色体进化的关键特征；④异常重组（illegitimaterecombination），其机制不明。

事实上，由于位点（Locus）交换造成重组，导致了新的连锁基因组合的形成。

当两位点相距很近时，很少发生重组；当它们相距较远时，重组就更容易发生。

最高的可能重组率是50％，这是因为与位于不同染

色体上基因的分离几率相一致。

因此，重组率反映了两位点间的遗传学距离，而物理距离用两位点间DNA碱基对数目表示。

观察到两位点重组率为1％，就是

遗传学距离0•01重组单位（1cM）。

IcM相当于1%（0.01）重组率。

在哺乳动物中，雌性减数分裂中比雄性减数分裂中更常出现重组。

同源重组技术是目前精确地修饰基因组的最有效的方法，外源DNA与受体染色体上的同源序列重组，改变细胞遗传特性和遗传结构。

对于基因结构和功能、基因表达和调控及人类遗传病的基因治疗的研究极为重要。

DNA的动态性1．DNA切割在生物细胞中含有一组能水解DNA磷酸二酯键的酶，称之为限制性内切酶（Restrictiveendonuclease）。

每一种限制性内切酶切割（水解）DNA的部位具有特异性，它能识别4—6个核苷酸序列，大多数限制酶都不是在一个水平上切断DNA的两条核

苷酸链，而是两条链上的切口错开数个核苷酸形成单链粘性末端（Cohesiveend），如EcoRI等。

也有极少数限制酶能在两条核苷酸链同一水平上切断DNA,而产

生平整末端如Hae川等。

限制酶在切割DNA时只识别核苷酸序列，不管DNA的

来源。

当外源性的DNA进入细胞后，限制酶切割外源性DNA使之失活。

限制酶不能切割本身的DNA，是由于生物细胞中还有一种修饰酶（Modificationenzyme），也是细胞的一种保护机制。

在人类基因组DNA中，对任何一种限制性内切酶都有许多酶切点，它们对同一个体来说切点位置、数目、识别序列不尽相同；就是同一种酶，不同的个体中，其酶切点位置和数目也不相同，即使同一种酶、相同的个体，其杂交探针序列不同，也会产生不同个体的差异。

2．DNA

的连接DNA连接酶（DNALigase）能将断裂的DNA链连接起来，在细菌、植物、动物和人类均已发现它是一种普遍存在的连接多核苷酸链的酶，其主要作用为催化核苷酸5'磷酸与另一核苷酸3'羟基形成磷酸二酯键。

DNA连接酶的作用有粘接和端接二种方式。

端接一般需要强力的连接酶才有效，T4噬菌体的连接酶具有这种效力。

3．核苷酸的聚合核苷酸聚合是一种亲核反应，引物3'末端的羟基向dNTP的a磷酸基进行亲核反应，形成磷酸二酯键，每掺入一个核苷酸要消耗两个高能磷酸键，能催化这种核苷酸聚合成DNA的酶后来称DNA聚合酶（DNAPolymerase）。

在最先发现的DNA聚合酶l（Kornberg酶，Klenow片段）和后来的DNA聚合酶U（PolII）、DNA聚合酶川（Pol川）中，实际上已证明只有聚合酶川是真正的复制酶（Replicase），又称为DNA聚合酶川全酶（DNAPolymerase川holoenzyme）。

PolE全酶的结构是一种非对称的二聚体（asymmetricdimer），这种结构特点支持DNA在先导链和后随链上同时复制。

4．DNA变性在体外溶

液中，当DNA双链加热到850C以上或在碱溶液中时，核苷酸碱基的氢键AoT，G=C发生断裂，双链DNA完全分开成为线状单链DNA，这一DNA解链过程称为DNA变性（DNADenaturation）。

DNA热变性发生在一个狭窄的温度范围内，在接近生理条件下，DNA融解温度（Meltingtemperature，Tm）一般在85-95oC之间，并伴随着许多物理性质而变化，G+C含量增高，Tm也随之升高。

在体外基因扩增中，常用94oC-95oC，1—10min热变性使模板DNA解开双链。

DNA碱变性为，当溶液的pH接近12时，DNA碱基的酮基会转变成烯醇基，10moL/LNaOH碱溶液可使双链DNA彻底解链成单链DNA，离子强度也会影响DNA的稳定性。

在RFLP限制酶图谱分析中，10mol/LNaOH碱变性使目的DNA完全解链，实现和探针的杂交反应，检测未知的目的DNA。

在DNA的变性过程中，它在260nm的吸收值与天然DNA的吸收值相差可达34%，吸收值的骤然上升

表明DNA的变性是一协同性过程。

5．DNA复性热变性DNA若缓缓冷却或者碱变性DNA被中和，已分开的互补链又会重新自动地缔合成DNA双螺旋链，这一过程称为DNA复性（DNARenaturation）。

DNA复性的速度与DNA的浓度、DNA的来源、DNA的片段长度有关，因为两互补序列间的配对决定于它们的碰撞频率。

DNA的变性和复性是可逆的反应过程，不完全变性DNA复性只是已分开部

分的双链碱基按碱基互补原则结合，犹如拉链的扣合。

体外基因扩增时，变性使模板DNA解链，退火（降温）使DNA复性，这时模板DNA便大多与高浓度引物按碱基互补原则结合，诱导DNA复制新链。

完全变性DNA复性就不同，两条完全分开的互补链只有在正确位点上形成氢键以导致全面复性，两条链的缔合就是一个不断尝试的过程，两链浓度越高，成功的频率也越高。

6．分子杂交分子杂

交是由DNA复性发展的一种实验技术。

因为，DNA由单链复性成双链时，只要两条链的核苷酸碱基互补配对，不管DNA（或RNA）的来源，它们之间就能形成双链。

在分子杂交中，起决定作用的是选用的探针。

DNA与DNA杂交可用以估测

不同来源DNA间同源序列、不同生物在进化中的相关性、RFLP作图；DNA与

RNA杂交可通过RNA转录检测DNA中特定基因的存在，DNA与合成寡核苷酸探针杂交，分析人类多种DNA遗传标记。

DNA生物学功能真核细胞DNA主要存在于染色体上，其基本生物学功能是储存和传递遗传信息。

双螺旋的DNA结

构贮存全部遗传信息，这样遗传信息DNA碱基对排列顺序具高度的多态性，这些复杂多样遗传信息在亲代与子代之间的传递是借DNA自我复制功能实现的。

如DNA突变和重组，就意味着遗传信息的改变会引起各种各样的变异。

（图）真核生物DNA的序列组织根据DNA复性动力学的研究，真核生物的DNA序列可以分为4种类型：

（1）单拷贝序列又称非重复（