STR分析在亲子鉴定中的工作原理及其应用

　　亲子鉴定是一项用于确定生物学亲子关系的重要技术，随着科学技术的进步，短串联重复序列（STR）分析已成为亲子鉴定的主要方法之一。本文将详细介绍STR分析在亲子鉴定中的工作原理及其应用。
 

　　
 

　　一、什么是STR分析？

　　

　　短串联重复序列（Short Tandem Repeats，简称STR）是指在DNA中由2至6个碱基对组成的重复序列。这些重复序列在不同个体之间的重复次数存在显著差异，因此具有高度的多态性。STR位点分布在整个基因组中，每个人在这些位点上的STR序列是独特的，正因为这种独特性，STR分析在亲子鉴定和法医鉴定中具有广泛应用。

　　

　　二、STR分析的基本原理

　　

　　样本采集：

　　

　　亲子鉴定的第一步是采集待鉴定者的生物样本。常用的样本包括口腔拭子、血液、毛发等。这些样本中含有足够的DNA用于分析。

　　

　　DNA提取：

　　

　　从采集的生物样本中提取DNA。提取过程需要经过细胞裂解、蛋白质去除和DNA纯化等步骤，得到高质量的DNA样本。

　　

　　PCR扩增：

　　

　　采用聚合酶链式反应（PCR）技术对DNA样本中的STR位点进行扩增。PCR是一种体外扩增特定DNA序列的方法，通过多次循环反应，使目标DNA序列的数量大幅增加。针对每个STR位点设计特异性的引物，扩增这些位点的重复序列。

　　

　　电泳分离：

　　

　　将扩增产物通过毛细管电泳进行分离。电泳是一种根据DNA分子大小进行分离的技术，扩增后的STR片段在电场作用下通过凝胶，较小的片段移动得更快，较大的片段移动得较慢。通过电泳，可以得到不同STR位点的分离图谱。

　　

　　荧光标记和检测：

　　

　　在PCR扩增过程中，使用荧光标记的引物，使扩增产物带有荧光标记。在电泳分离后，通过荧光检测仪器读取每个STR片段的荧光信号，得到各个STR位点的重复次数。

　　

　　数据分析和比对：

　　

　　将被鉴定者的STR位点数据进行比对。对于每一个STR位点，孩子的一个等位基因应来自父亲，另一个来自母亲。通过比对孩子与假定父母的STR位点，可以确定他们之间是否存在生物学上的亲子关系。

　　

　　三、STR分析在亲子鉴定中的优势

　　

　　高准确性：

　　

　　STR分析具有高度的多态性，不同个体在多个STR位点上的重复次数组合几乎是独一无二的。通过分析15到20个高变异度的STR位点，亲子鉴定的准确率可以达到99.99%以上。

　　

　　快速和高效：

　　

　　现代PCR技术和电泳分离技术的发展，使得STR分析过程快速高效。通常，几天内即可完成样本检测和数据分析，满足司法和个人对时间的需求。

　　

　　适用性广：

　　

　　STR分析对样本的要求较低，口腔拭子、血液、毛发等常见样本均可使用。此外，STR分析对降解样本也有较好的适用性，在法医鉴定中广泛应用。

　　

　　四、实际应用案例

　　

　　STR分析不仅在亲子鉴定中应用广泛，还被广泛用于刑事案件的证据分析。例如，在性侵、谋杀、抢劫等案件中，通过分析犯罪现场提取的DNA样本，可以将嫌疑人与犯罪现场联系起来，提供关键证据。

　　

　　结论

　　

　　STR分析作为亲子鉴定的主要方法，凭借其高准确性、快速高效和广泛适用性，成为了确认生物学亲子关系的重要工具。通过分析多个STR位点的重复序列，STR分析能够准确、可靠地确定亲子关系，在司法、医疗和个人事务中发挥着重要作用。随着技术的不断进步，STR分析将继续为亲子鉴定和法医学提供强有力的支持。