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北京科鉴基因亲子鉴定之遗传标记概述与分类

      法医物证学通过遗传标记分析为案件侦查提供线索,为审判提供科学证据。如强奸案,若从受害人身上取得的精斑遗传标记与嫌疑人的不同,这就为嫌疑人没有强奸这位妇女的论点提供了强有力的证据。这里所谓遗传标记是指遗传学上的单位遗传性状,而单位遗传性状是指可检测的、由遗传决定的、并能够按预期的方式从一代遗传给下一代的形态学、生理学或分子生物学特征。例如:ABO血型是一种遗传性状,用ABO血型可将人类简单地分为A、B、AB和O等4种类型,任何一个人只是其中一种。上述强奸案中,若从受害人身上取得的精斑ABO血型为A型,嫌疑人ABO血型为B型,两者不同,这就为嫌疑人没有强奸这位妇女的论点提供了强有力的证据。又如TH01短串联重复序列是一种DNA遗传性状,用TH01通常可把人类分为28种类型,任何一个人只是其中一种。如在某谋杀案中,若测出嫌疑凶器上的血痕TH01为6-8,被害人TH01也为6-8,两者相同,则在某种程度上支持嫌疑凶器是作案工具的论点。由此不难看出,不同个体的遗传性状常常不同,可作为标志用于法医物证学或遗传学分析。单位遗传性状作为标志用于法医物证学或遗传学介析时就称为遗传标记( genetic marker)。
      遗传标记分析涉及基因、基因型和表型。人们对基因的认识有一个过程。基因早先被称为“遗传因子”。在遗传学的发展上,奥地利的孟德尔( Gregor Mendel)发现了两大规律。Mendel指出,生物体表现出来的高矮、胖瘦、大小、颜色等性状只是人们能够感觉到的表面现象,而这些现象的反复出现一定有着某种内在的原因。Mendel把这种决定性状的内在原因称为“遗传因子”,这是Mendel学说的核心概念。1909年,丹麦遗传学家Johannsen提出, “遗传因子”使用起来很不方便,而“基因”则比“遗传因子”更能反映出事物的本质。此后,人们便习惯于将决定和控制生物遗传与变异的内在因子称为“基因”。但是,基因是什么,当时并不清楚,比较顺理成章的推测是基因必定孕育于细胞中,而且很可能就是染色体或在染色体上。1903年,美国哥伦比亚大学生物学研究生Walter Sutton将染色体同Mendel的 “遗传因子”联系起来,他观察到生殖细胞分裂中,线状的染色体也一分为二,使每一子代细胞仅接受形态完整的一套染色体,符合Mendel杂交试验所表明的遗传因子在杂交子代中的分醌规则。据此,Sutton提出了一个假说:染色体是基因的载体。这一假说很快被各项实验所证实。以后,美国哥伦比亚大学的Thomas Hunt Morgan指出基因是重组单位,即它是能够通过交换与其相邻片段分开的最短的染色体片段。也有人把基因定义为能够发生突变的最短染色体单位,或定义为一个功能单位。在揭示了遗传物质的化学结构是脱氧核糖核酸 (DNA),并发现DNA与蛋白质合成的关系之后,基因被定义为决定蛋白质的一个单位。最初提出的是“一个基因一个酶”的概念,但由于并非所有蛋白质都是酶,于是改为“一个基因一个蛋白质”。后来发现有些蛋白质是由几条不同的多肽组成,而这些多肽又各自独立合 成,于是进一步修正为“一个基因一条多肽”。按此定义,一个基因将决定某特定多肽的一级、二级和三级结构,这些基因称为结构基因。与此相对,有所谓调节基因,这类基因能够在量上改变特定结构基因的表达程度。
      目前,基因的分子生物学概念是指一段DNA序列,能够表达出特定的功能,决定特定的性状。基因在染色体上的位置称为基因座( locus)。例如:ABO血型的基因座在9号染色体上;而TH01短串联重复序列的基因座在11号染色体上。不同的基因座沿染色体直线捧列。一个基因座上的基因存有DNA一级结构差异,导致产生具有相对差异的遗传性状时,这种有差异的基因互称为等位基因( allele)。对群体而言,一个基因座上存在3个或3个以上等位基因时,称为复等位基因。例如:ABO血型基因座上常见的等位基因有3个,即A,B,和0;而TH01短串联重复序列的基因座上常见的等位基因有7个,即5,6,7,8,9,9.3和10。显然,ABO血型和TH01短串联重复序列都是具有复等位基因的基因座。
       基因型( genotype)是个体全部基因的总称。每个个体的染色体组由来自父方和母方的同源染色体构成,所以每个基因座上的等位基因是成对存在的,对一个基因座而言,基因型是指基因座上成对等位基因的组成。一个基因座上成对的等位基因相同时,称为纯合子;不同时,称为杂合子。例如:某一个体ABO血型基因座上成对的等位基因为O和O,其基因型即为OO;另一个体ABO血型基因座上成对的等位基因为A和O,其基因型即为AO。前者是纯合子;后者为杂合子。同理,某一个体TH01短串联重复序列的基因座上成对的等位基因为7和7,其基因型即为7-7;另一个体TH01短串联重复序列的基因座上成对的等位基因为7和9,其基因型即为7-9。前者是纯合子;后者为杂合子。
      表型(phenotype)HLA是指通过一定手段观察到的个体性状。例如某人的舳;0血型表型为B型'白细胞抗原ⅢA表型为Al, A2, B7和B8。这里观察前者的手段为红细胞凝集试验,观察后者的手段为AB淋巴细胞毒试验。表型是由基因型决定的,特定的性状受特定的基因控制。例如人群中ABO血型的表型有四种,即A型、B型、o型以及AB型。分别受控于常染色体上的等位基ABO既然每个基因座上等位基因是成对存在的,两条同源染色体上的等位基因组成基因型,AB0血型基因就可组成六种基因型AA, AO, BB, BO, AB和00,显然,基因、基因型和表型是不同的概念,必须加以区分。决定群体遗传结构的是基因、基因型及其频率,而表型是个体的遗传标记检测结果。
      在发现聊峨遗传标记之前,法医物证学主要采用血型血清学遗传标记,即传统的血型(bloodgroup)。血型有广义与狭义两种概念。血型的广义概念指由遗传决定的人类血液个体差异,而狭义概念指血液细胞表面由遗传决定的抗原差异。广义概念不仅包括红细胞、白细胞、血小板等各种血液有形成分,还包括血清蛋白多态性和酶型。发现DNA遗传标记之后,法医物证学在DNA和表达产物水平上都有了巨大发展。

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