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DNA的特性及应用

　　一
　　在刑事案件的侦破工作中，常常要检验血痕、精斑、唾液等现场遗留物的血型物质是哪个种属，并同嫌疑人进行对照、比较，确认异同。这种血型鉴定是法医物证检验中最常用的技术手段。
　　最早意义上的血型仅指血红细胞表面抗原的四种类型。当今血型检验的系统己经大大扩展，可以在刑事技术部门实际 应用 的血斑检验系统15 -20个，精班检验系统5一6个。譬如，设在伦敦的国际刑警组织实验室常规检验血液项目为13项，检验精液项目为5项，因而排除嫌疑的比率明显增大。但是，各检验项目的联合排除率并不等于各项目独立排除率的简单相加，而是：P=l-l…… 。其中，Pl、P2……Pn分别代表各独立血型系统的排除率，P为联合排除率。从 理论 上可以看出，尽管检验项目扩展，但最终不能达到同一认定的目的。而DNA检验技术，则解决了这个关键 问题 。
　　法医物证的DNA检验技术是本世纪80年代中期才开始 研究 和应用的，它借助了新兴的“分子生物学”和“遗传工程学”的理论与技术。早在19世纪60年代，奥地利遗传学家孟德尔在运用数学 方法 对植物遗传性状进行多年 分析 研究的基础上，提出了着名的孟德尔遗传定律，预言了遗传因子的存在。到20世纪40年代，美国学者艾弗里等人证明了遗传因子就是脱氧核糖核酸。1953年，美国生物学家沃森和英国物 理学 家克里克发现并提出了DNA分子的双螺旋结构理论与碱基配对原则，开创了分子生物学。1989年，美国 科学 家用“扫描隧道显微镜”直接观察到了脱氧核糖核酸的双螺旋结构。1990年，我国青年科学家白春礼用自己研制的“扫描隧道显微镜”首次观察到人们尚未认知的三链状脱氧核糖核酸，为生命信息研究又辟新途。在60年代，经过许多科学家的共同努力，破译了遗传物质中的全部密码，使人类对遗传物质的认识进入了新的阶段；1973至1974年，美国斯坦福大学的科恩博士在实验室运用重组DNA的方法，改变了生物的遗传信息，也改变了生物的遗传性状，开创了遗传工程学。1985年，英国莱斯特大学三名遗传学家亚历克·杰费里斯、彼得·吉尔、戴维·沃雷特发现每个人的DNA分子中，碱基的排列都是独特的。事实上，除了同卵双生子的DNA结构有相同的可能性之外，没有任何两个人存在相同的DNA.这一重大发现立刻引起法医学界的高度重视，各国纷纷投向这一领域的研究。英国首先在移民纠纷中应用DNA检验手段确认母子亲缘关系。
　　二
　　DNA是脱氧核糖核酸的 英文 缩写。它是在生物细胞核中普遍存在的大分子聚合物。它具有“自我复制”及“互补合成RNA”二项功能，使生物体的遗传性状得以在新生体上体现，因而被称为“遗传基因”。DNA的化学组成包括磷酸、脱氧核糖和四种含氮碱基：腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸 、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸。DNA的分子结构为两条平行但方向相反的多个核苷背酸聚合长链，围绕一个中心轴相对旋转成双螺旋状
　　每条长链的外侧排列着磷和脱氧核糖，内侧排列的四种碱基依照A=T、T=A、G=C、 C=G的对应关系由氢键连接，使双链成一整体。在不同的DNA分子中，S与P的排列结构是相同的，但碱基的排列顺序不同。DNA分子中的碱基虽只四种，但由氢键连接的碱基对的数目少则几千，多则数万，组成极多的不同排列顺序。这就构成了DNA分子结构的多样性，从理论上解决了同一认定问题。
　　DNA分子的复杂结构具有三个重要特性：人各不同；终生不变；同一人体各不同部位细胞中的DNA结构相同。法医物证检验正是利用了这些可贵特性，依据摄取的DNA结构图谱进行个体识别。这同利用指纹进行个体别的准确性相同，因而又被称为“DNA遗传指纹图谱”。
　　三
　　目前 ，各国专家一般采用化学方法分离DNA，再用特殊的DNA探针检验，可以获得代表每个人独特基因组的DNA图谱。其程序包括七个环节
　　1、提取。先将DNA从检材细胞核中提取出来。不同检材的性质不同，提取和纯化DNA的方法也不完全相同。如对精液与阴道分泌物混合的检材：先裂解、洗涤，清除女性物质后，获得纯精子，再裂解取出DNA.
　　2、酶解。由特定的限制性内切酶裂解DNA分子长链。由于每个人DNA分子中碱基排列呈现多样性，所以酶切碱基后，就获得在数量和长度上体现个体差异的若干DNA片段。
　　3、电泳。琼脂糖凝胶是一层充满网孔的胶状物，在电泳时，其一端为正极，另一端为负极。DNA片段带负电，当将它加在凝胶负极板后，就会向正极缓慢泳动，泳动速度和距离取决于片段长度大小。经过一段时间，DNA片段按长短顺序排列开来。
　　4、转移。经电泳展开的DNA片段通过吸印或真空转移法，转移并固定到硝酸纤维素膜或尼龙膜上。
　　5、探针标记与杂交。所谓探针标记，就是使用专门的特殊试剂，经过特定的反应，在不破坏DNA排列结构的前提下，使DNA片段能产生放射线，或显色发光，从而可以识别DNA片段。标记好的探针需与附着有DNA片段的转移膜温育，才能结合，这个过程叫“杂交”。杂交后清洗未结合的多余探针。
　　6、显影。将杂交好的膜与X光感光片重合放在暗盒内感光，再经显影、定影，即得到DNA图谱。
　　7、检验。将检材DNA图谱与嫌疑样本DNA图谱进行谱带比较。一般若有15条以上谱带相同，又不存在差异，则可做认定结论。但现场检材会由于各种客观原因，使DNA图谱不完整，所以用15条以上谱带完全吻合为标准是不现实的。据观察统计：每个个体平均具有的谱带数16·8条，两个不相关的个体间具有一条相同谱带的概率为0·21，具有二条相同谱带的概率为2，如果现场检材DNA图谱有5条以上谱带与样本吻合，则个人认定的准确率达到%以上。这时，如果没有发现其他差异点，可以作认定结论。如果检材的谱带在5条以下，即使全能与样本吻合，亦只能做可能性认定。如果检材与样本的谱带不同，则做否定结论
　　四
　　DNA检验在刑事案件侦破工作中的意义包括
　　在强奸及轮奸案件中，依据精细胞DNA认定犯罪人。在轮奸案件中，几个人的精液混合后的分离技术， 目前 并没解决，因而血型鉴定的难度很大。但DNA 检验可以解决这个难题：将所有嫌疑人的精液或血液样本采来与现场检材比对，如果嫌疑人中的确有犯罪分子，则必然会认定其一，同时又不能籍以否定其他人。
　　在碎尸案件中收集到的尸块组织，以DNA检验来判定是否为同一人。
　　按遗传 规律 ，亲子的DNA分别继承其双亲。如果孩子DNA图谱有一半与母亲相同，另一半与嫌疑父亲相同，则认定其为生父。因此，DNA检验对于拐卖儿童、强奸致孕等案件中的生父认定，具有极重要意义，这也是目前国际上认可、且不能为其他 方法 替代的手段。
　　在杀人案件中，从现场血液或血痕DNA图谱认定犯罪人，或确认为受害人所留。
　　在无名尸案件中认定身源。对面目全非，其他方法无法辩认的尸块，可以通过DNA检验与失踪人的父母的DNA图谱对照，确认身源。
　　其他。如若干起强奸案通过精斑DNA检验进行并案；在移民争端中进行血缘关系的审查；在汽车肇事案中对车辆上附着的人体组织进行检验等。
　　此外，加拿大专家 应用 Y一染色体特异性DNA探针可以将不同性别的人血加以区分；又用重复序列DNA探针将人血和动物血进行区分。各国专家认为，DNA技术开创了法医物证检验的崭新天地，是法医生物学 发展 的方向。
　　五
　　由于DNA分子在外界环境的 影响 下会发生降解作用，减少其谱带数量，所以对检材和样本的提取有较严格的要求，一般以人脑组织、深层肌肉组织和液体血为佳。
　　①在强奸案件中，提取现场精斑、混合斑为检材。如果是轮奸案，应尽量多收集现场各不同部位的精斑并分别记录和保存，减少不同人精液混合的概率。
　　②在奸杀案件中，提取精斑和阴道擦拭棉球为检材，取受害人脑组织或深层肌肉为样本，以备与嫌疑人和受害人分别作鉴别区分。
　　③在碎尸案中，如需认定不同尸块是否为同一人时，按DNA降解的难易顺序提取检材。
　　④杀人案中，提取现场及嫌疑人衣物上的血液、血斑为检材，提取受害人液体血、脑组织为样本。
　　⑤现场带毛囊的毛发、沾有唾液的烟头等亦可作为检材。
　　⑥对受审查嫌疑人，应提取其液体血为样本。DNA检验技术对于提取检材和样本的数量及保存亦有严格要求：液体血取3m1以上，加抗凝剂，密封在冰壶中保存送检。各种组织提取5克以上，密封，在一2O0C保存。各种斑迹提取后，阴干，一2O0C保存。带毛囊的毛发及烟头检材，亦应阴干，在一2O0C保存。各种检材、样本提取后及时送检。
　　六
　　我国辽宁省公安厅和公安部第二 研究 所自1987年开始研究DNA检验技术。至1989年，辽宁省已在十余起案件中应用。如1988年10月，辽宁省喀左县一女青年被奸杀，在重大嫌疑人李XX衣服上发现的血斑与李本人及受害人的血样均为B型，按以往的刑事检验手段无法进一步分辩。经DNA检验，确认李XX衣服上血斑系被害女青年的血，从而提供了铁证。1988年10月，沈阳市一名女工程师在家中被奸杀，现场遗留的避孕套内有精液。经排查，与被害人长期通奸的XXX嫌疑重大，其血型与现场精液同属B型，酶型检验均为PGM2-1型，又在现场发现了嫌疑人遗留的眼镜盒。在拘留审查过程中，嫌疑人时供时翻；无法结案。最后应用DNA检验技术，查明现场精液并非嫌疑人的，避免了一起错案。
　　继辽宁和公安部之后，天津市公安局刑科所是全国第三家把DNA技术应用于办案的单位。自1990年以来，刑科所已办理刑民事案件检验数十起，为发展公安 科技 事业和推动刑侦工作 现代 化做出了贡献。