[ 蘭紹江 ]——(2005-4-13) / 已閱18649次
《DNA的特性及應用》
關鍵詞：DNA 法醫物證
一
在刑事案件的偵破工作中，常常要檢驗血痕、精斑、唾液等現場遺留物的血型物質是哪個種屬，并同嫌疑人進行對照、比較，確認異同。這種血型鑒定是法醫物證檢驗中最常用的技術手段。
最早意義上的血型僅指血紅細胞表面抗原的四種類型(A、B、AB、O)。當今血型檢驗的系統己經大大擴展，可以在刑事技術部門實際應用的血斑檢驗系統15-20個，精班檢驗系統5一6個(均含血型、血清型和酶型系統)。譬如，設在倫敦的國際刑警組織實驗室常規檢驗血液項目為13項，檢驗精液項目為5項，因而排除嫌疑的比率明顯增大。但是，各檢驗項目的聯合排除率并不等于各項目獨立排除率的簡單相加，而是:P=l-l（l-P1）(l-P2)…… (l-Pn)。其中，Pl、P2……Pn分別代表各獨立血型系統的排除率，P為聯合排除率。從理論上可以看出，盡管檢驗項目擴展，但最終不能達到同一認定的目的。而DNA檢驗技術，則解決了這個關鍵問題。
法醫物證的DNA檢驗技術是本世紀80年代中期才開始研究和應用的，它借助了新興的"分子生物學"和"遺傳工程學"的理論與技術。早在19世紀60年代，奧地利遺傳學家孟德爾在運用數學方法對植物遺傳性狀進行多年分析研究的基礎上，提出了著名的孟德爾遺傳定律，預言了遺傳因子的存在。到20世紀40年代，美國學者艾弗里等人證明了遺傳因子就是脫氧核糖核酸。1953年，美國生物學家沃森(Jams Watson)和英國物理學家克里克(Francis Crick)發現并提出了DNA分子的雙螺旋結構理論與堿基配對原則，開創了分子生物學。1989年，美國科學家用"掃描隧道顯微鏡"直接觀察到了脫氧核糖核酸的雙螺旋結構。1990年，我國青年科學家白春禮用自己研制的"掃描隧道顯微鏡"首次觀察到人們尚未認知的三鏈狀脫氧核糖核酸，為生命信息研究又辟新途。在60年代，經過許多科學家的共同努力，破譯了遺傳物質中的全部密碼，使人類對遺傳物質的認識進入了新的階段；1973至1974年，美國斯坦福大學的科恩博士在實驗室運用重組DNA的方法，改變了生物的遺傳信息，也改變了生物的遺傳性狀，開創了遺傳工程學。1985年，英國萊斯特大學三名遺傳學家亞歷克·杰費里斯(Alec Jeffroys)、彼得·吉爾(Peter Gil1)、戴維·沃雷特發現每個人的DNA分子中，堿基的排列都是獨特的。事實上，除了同卵雙生子的DNA結構有相同的可能性之外，沒有任何兩個人存在相同的DNA。這一重大發現立刻引起法醫學界的高度重視，各國紛紛投向這一領域的研究。英國首先在移民糾紛中應用DNA檢驗手段確認母子親緣關系。
二
DNA是脫氧核糖核酸的英文(DoXyribo Nucleic Acid)縮寫。它是在生物細胞核中普遍存在的大分子聚合物。它具有"自我復制"及"互補合成RNA(核糖核酸)"二項功能，使生物體的遺傳性狀得以在新生體上體現，因而被稱為"遺傳基因"。DNA的化學組成包括磷酸(P)、脫氧核糖(S)和四種含氮堿基:腺嘌呤脫氧核苷酸(dAmp)、鳥嘌呤脫氧核苷酸(dGmp)、胞嘧啶脫氧核苷酸(dCmp)、胸腺嘧啶脫氧核苷酸(dTmp)。DNA的分子結構為兩條平行但方向相反的多個核苷背酸聚合長鏈，圍繞一個中心軸相對旋轉成雙螺旋狀(見圖一)
每條長鏈的外側排列著磷(P)和脫氧核糖(S)，內側排列的四種堿基依照A=T、T=A、G=C、C=G的對應關系由氫鍵連接，使雙鏈成一整體。在不同的DNA分子中，S與P的排列結構是相同的(一S一P一S一P一)，但堿基的排列順序不同。DNA分子中的堿基雖只四種，但由氫鍵連接的堿基對的數目少則幾千，多則數萬，組成極多的不同排列順序。這就構成了DNA分子結構的多樣性，從理論上解決了同一認定問題。
DNA分子的復雜結構具有三個重要特性:(1)人各不同;(2)終生不變;(3)同一人體各不同部位細胞中的DNA結構相同。法醫物證檢驗正是利用了這些可貴特性，依據攝取的DNA結構圖譜進行個體識別。這同利用指紋進行個體別的準確性相同，因而又被稱為"DNA遺傳指紋圖譜"。
三
目前，各國專家一般采用化學方法分離DNA，再用特殊的DNA探針檢驗，可以獲得代表每個人獨特基因組的DNA圖譜。其程序包括七個環節:
1、提取。先將DNA從檢材細胞核中提取出來。不同檢材的性質不同，提取和純化DNA的方法也不完全相同。如對精液與陰道分泌物混合的檢材:先裂解、洗滌，清除女性物質后，獲得純精子，再裂解取出DNA.
2、酶解。由特定的限制性內切酶裂解DNA分子長鏈。由于每個人DNA分子中堿基排列呈現多樣性，所以酶切堿基后，就獲得在數量和長度上體現個體差異的若干DNA片段。
3、電泳。瓊脂糖凝膠是一層充滿網孔的膠狀物，在電泳時，其一端為正極，另一端為
負極。DNA片段帶負電，當將它加在凝膠負極板后，就會向正極緩慢泳動，泳動速度和距
離取決于片段長度大小。經過一段時間，DNA片段按長短順序排列開來。
4、轉移。經電泳展開的DNA片段通過吸印或真空轉移法，轉移并固定到硝酸纖維素
膜或尼龍膜上。
5、探針標記與雜交。所謂探針標記，就是使用專門的特殊試劑，經過特定的反應，在不破壞DNA排列結構的前提下，使DNA片段能產生放射線(同位素探針)，或顯色發光(非同
位素探針)，從而可以識別DNA片段。
標記好的探針需與附著有DNA片段的轉移膜溫育，才能結合，這個過程叫"雜交"。雜交后清洗未結合的多余探針。
6、顯影。將雜交好的膜與X光感光片重合放在暗盒內感光，再經顯影、定影，即得到
DNA圖譜。
7、檢驗。將檢材DNA圖譜與嫌疑樣本DNA圖譜進行譜帶比較。一般若有15條以上譜帶相同，又不存在差異(不吻合譜帶)，則可做認定結論。但現場檢材會由于各種客觀原因，使DNA圖譜不完整，所以用15條以上譜帶完全吻合為標準是不現實的。據觀察統計:每個個體平均具有的譜帶數16·8條，兩個不相關的個體間具有一條相同譜帶的概率為0·21，具有二條相同譜帶的概率為(0·21)2，如果現場檢材DNA圖譜有5條以上譜帶與樣本吻合，則個人認定的準確率達到99.96%以上。這時，如果沒有發現其他差異點，可以作認定結論。如果檢材的譜帶在5條以下，即使全能與樣本吻合，亦只能做可能性(或然)認定。如果檢材與樣本的譜帶不同，則做否定結論
四
DNA檢驗在刑事案件偵破工作中的意義包括:
(1)在強奸及輪奸案件中，依據精細胞DNA認定犯罪人。在輪奸案件中，幾個人的精液混合后的分離技術，目前并沒解決，因而血型鑒定的難度很大。但DNA檢驗可以解決這個難題:將所有嫌疑人的精液或血液樣本采來與現場檢材比對，如果嫌疑人中的確有犯罪分子，則必然會認定其一，同時又不能籍以否定其他人。
(2)在碎尸案件中收集到的尸塊組織，以DNA檢驗來判定是否為同一人。
(3)按遺傳規律，親子的DNA分別繼承其雙親。如果孩子DNA圖譜有一半與母親相同，另一半與嫌疑父親相同，則認定其為生父。因此，DNA檢驗對于拐賣兒童、強奸致孕等案件中的生父認定，具有極重要意義，這也是目前國際上認可、且不能為其他方法替代的手段。
(4)在殺人案件中，從現場血液或血痕DNA圖譜認定犯罪人，或確認為受害人所留。
(5)在無名尸案件中認定身源。對面目全非，其他方法無法辯認的尸塊，可以通過DNA檢驗與失蹤人(受害嫌疑人)的父母的DNA圖譜對照，確認身源。
(6)其他。如若干起強奸案通過精斑DNA檢驗進行并案;在移民爭端中進行血緣關系的審查;在汽車肇事案中對車輛上附著的人體組織進行檢驗等。
此外，加拿大專家應用Y一染色體特異性DNA探針可以將不同性別的人血加以區分;又用重復序列DNA探針將人血和動物血進行區分。各國專家認為，DNA技術開創了法醫物證檢驗的嶄新天地，是法醫生物學發展的方向。
五
由于DNA分子在外界環境的影響下會發生降解作用，減少其譜帶數量，所以對檢材和樣本的提取有較嚴格的要求，一般以人腦組織、深層肌肉組織和液體血為佳。
①在強奸案件中，提取現場精斑、混合斑為檢材。如果是輪奸案，應盡量多收集現場各
不同部位的精斑并分別記錄和保存，減少不同人精液混合的概率。
②在奸殺案件中，提取精斑和陰道擦拭棉球為檢材，取受害人腦組織或深層肌肉為樣本，以備與嫌疑人和受害人分別作鑒別區分。
③在碎尸案中，如需認定不同尸塊是否為同一人時，按DNA降解的難易順序(腦、深層肌、心、肺、脾、肝)提取檢材。
④殺人案中，提取現場及嫌疑人衣物上的血液、血斑為檢材，提取受害人液體血、腦組織為樣本。
⑤現場帶毛囊的毛發、沾有唾液的煙頭等亦可作為檢材。
⑥對受審查嫌疑人，應提取其液體血為樣本。
DNA檢驗技術對于提取檢材和樣本的數量及保存亦有嚴格要求:液體血取3m1以上，加抗凝劑(枸櫞酸鈉)，密封在冰壺中保存送檢。
各種組織提取5克以上，密封，在一2O0C保存。
各種斑跡提取后，陰干，一2O0C保存。
帶毛囊的毛發及煙頭檢材，亦應陰干，在一2O0C保存。
各種檢材、樣本提取后及時送檢。
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