dna亲子鉴定核心原理是:通过比较孩子与待测父母的DNA特征,根据遗传规律来判断他们之间是否存在生物学亲子关系。
这个过程可以分解为以下几个关键步骤和原理:
一、 核心科学原理:孟德尔遗传定律
这是DNA亲子鉴定的理论基础。我们每个人的DNA一半来自父亲,一半来自母亲。
基因的等位基因:在DNA的特定位置(称为“基因座”或“位点”),每个人有两个等位基因(一个来自父亲,一个来自母亲)。
遗传规律:
孩子每一个基因位点上的两个等位基因,必须一个与父亲相同,一个与母亲相同。
如果出现孩子的某个等位基因在父母双方都找不到来源的情况,那么就可以排除亲子关系。
二、 关键技术:DNA指纹技术(STR分析)
现代亲子鉴定主要使用一种叫做短串联重复序列(Short Tandem Repeat, STR) 的分析技术。
什么是STR?
在人类基因组的非编码区,存在许多重复的DNA序列。例如,“AGAT”这个序列可能会重复10次、15次或20次。
这些重复序列的长度(即重复次数)在人与人之间是高度变异的,这使得它们成为了非常好的遗传标记。
为什么选择STR?
高度多态性:STR位点的重复次数(即等位基因)在人群中有很多种类型,极具个体差异性(除了同卵双胞胎)。
稳定遗传:STR序列会稳定地从父母遗传给子女。
易于检测:通过PCR(聚合酶链式反应)技术,可以轻松地将特定的STR位点大量复制,以便进行测量和分析。
三、 亲子鉴定的具体步骤
样本采集:
采集被检测人的样本(通常是口腔拭子、血液、带毛囊的头发等)。任何含有人体有核细胞的样本都可以。
DNA提取:
在实验室中,从样本的细胞核里提取出纯化的DNA。
PCR扩增:
使用PCR技术,选择20个左右的STR核心位点(如DYS391, D8S1179等)进行特异性扩增,使微量的DNA变成足以进行分析的量。
DNA片段分析:
将扩增后的DNA片段通过毛细管电泳仪进行分离。
仪器可以精确测量出每个STR位点的长度(即重复次数),并生成像条形码一样的图谱(电泳图)。每个峰代表一个等位基因,峰的位置对应其长度。
数据比对与分析:
这是最关键的步骤。专业人员会比对孩子、假设父亲和母亲(如果参与检测)的STR分型结果。
匹配原则:检查孩子的每一个STR位点,是否都能在父母双方找到来源的等位基因。
计算亲权指数(PI):对于每一个STR位点,计算一个“亲权指数”,表示该位点基因型组合在亲生关系与非亲生关系中出现的概率比。
计算累计亲权指数(CPI):将所有检测位点的亲权指数相乘,得到累计亲权指数。这个数值非常大,常常达到数百万、数千万甚至更高。
出具结论:
排除亲子关系:如果在三个及以上的STR位点中,孩子的等位基因无法从假设父亲(或母亲)处找到来源,就可以100%排除亲子关系。
支持亲子关系:如果所有位点都符合遗传规律,并且累计亲权指数大于10000(国际上通用标准),则可以得出“支持存在生物学亲子关系”的结论。例如,报告中会写“累积亲权指数为5.0×10⁸,支持XXX是XXX的生物学父亲。” 这个概率通常大于99.99%。
总结
方面 原理描述
科学基础 孟德尔遗传定律:孩子的基因一半来自父亲,一半来自母亲。
技术手段 STR分析:检测多个具有高度多态性的DNA短串联重复序列位点。
判断依据 基因匹配:孩子的每个STR位点上的等位基因都必须能在父母中找到匹配。
量化指标 亲权指数(PI/CPI):通过统计学计算,量化亲生关系相对于随机无关个体的可能性比率。
最终结论 排除(100%排除)或支持(概率通常 > 99.99%)。
因此,DNA亲子鉴定是目前国际上公认的进行亲子关系鉴定最准确、最科学的方法。