每经编辑｜陈弋弋    

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DNA的(de)奇(qi)妙世界(jie)：生(sheng)命蓝图的(de)解读(du)密码(ma)

在我们感(gan)叹生命(ming)的神奇(qi)时(shi)，是否(fou)曾(ceng)想过(guo)，这一(yi)切的根源(yuan)藏(cang)匿于一(yi)个微小(xiao)却无比复杂(za)的分子之中？这(zhe)个(ge)分子，便是我(wo)们熟知的DNA（脱(tuo)氧(yang)核糖(tang)核酸(suan)）。它(ta)如(ru)同一个(ge)详尽的(de)生命(ming)蓝图，记录(lu)着我(wo)们从(cong)生(sheng)长(zhang)发育(yu)到生理功(gong)能(neng)的每一(yi)个细(xi)节。而“人or猪dog的DNA和(he)猪(zhu)DNA怎么区(qu)分”这(zhe)个(ge)看似(shi)有些奇(qi)特的问题，恰恰(qia)触及(ji)了(le)DNA鉴(jian)定技(ji)术的(de)核(he)心，也(ye)让我们(men)有机会窥探(tan)不同物(wu)种之(zhi)间，乃至个(ge)体(ti)之(zhi)间的遗传差异。

要理解这个问(wen)题(ti)，我(wo)们首(shou)先需(xu)要明白DNA的基本(ben)构成(cheng)。DNA由(you)四(si)种碱(jian)基组(zu)成：腺(xian)嘌呤（A）、胸(xiong)腺(xian)嘧啶（T）、胞嘧啶（C）和鸟嘌呤（G）。这(zhe)些碱基(ji)以(yi)特定(ding)的(de)顺序(xu)排列，形成独特的(de)DNA序列(lie)，就像一(yi)串串由(you)A、T、C、G组成(cheng)的密码。正(zheng)是这(zhe)些密码(ma)的(de)差(cha)异，决(jue)定了物种的不同，也造就了个体(ti)独一(yi)无二(er)的(de)特(te)征。

如何(he)区分“人or猪dog的(de)DNA和猪(zhu)DNA”呢？这主要(yao)依赖(lai)于DNA鉴定技(ji)术，而其中(zhong)最常(chang)用、最成熟(shu)的技术便(bian)是(shi)DNA指(zhi)纹分(fen)析，也称为(wei)DNA分(fen)型(xing)。这(zhe)项技术的核心在于(yu)识(shi)别DNA序(xu)列中的特定标(biao)记。这(zhe)些标记(ji)被(bei)称为“短串联(lian)重(zhong)复序(xu)列”（STR）。STR是(shi)DNA序列(lie)中一(yi)段特定的(de)重复单元(yuan)，其(qi)重(zhong)复次(ci)数在不同(tong)个体之间存(cun)在(zai)差异(yi)。

想象一下(xia)，STR就像(xiang)是一(yi)段只(zhi)有几(ji)个到几十(shi)个碱基的(de)短语(yu)，这段短(duan)语在(zai)不(bu)同的DNA链(lian)上(shang)会(hui)重(zhong)复(fu)出(chu)现不同的(de)次数。例(li)如，某个(ge)STR位点，你(ni)的(de)DNA链上(shang)可能重复了10次(ci)，而我可(ke)能重复(fu)了12次(ci)。正(zheng)是这种重复次数的差(cha)异，成(cheng)为了区分个体(ti)的重要依(yi)据。

在(zai)法医(yi)学、亲子鉴定(ding)等领域(yu)，科学(xue)家(jia)们会(hui)选(xuan)择一(yi)组(zu)（通常是(shi)13个或更(geng)多）高(gao)度多态(tai)性、不受(shou)个(ge)体生活(huo)经(jing)历影(ying)响的(de)STR位点进行(xing)分(fen)析。通过检测(ce)这些位点上重(zhong)复次数(shu)的(de)组合(he)，就可(ke)以构建(jian)出(chu)每(mei)个人(ren)的(de)独特(te)DNA“指纹(wen)”。这(zhe)种(zhong)指纹(wen)的(de)个体(ti)特(te)异(yi)性极高，理(li)论上，全人类(lei)找到两(liang)个DNA指纹完(wan)全(quan)相(xiang)同(tong)的(de)人(ren)的概率几(ji)乎为零。

将这个(ge)原(yuan)理应用(yong)到“人(ren)or猪dog的DNA和猪(zhu)DNA怎么(me)区分”这个问题(ti)上，答(da)案(an)就呼之(zhi)欲出了。尽管(guan)人(ren)类、猪(zhu)和狗(gou)都属于哺(bu)乳(ru)动物，拥(yong)有相(xiang)似(shi)的(de)基因(yin)组结(jie)构，但(dan)它们(men)在DNA序(xu)列上(shang)存(cun)在(zai)着显著(zhu)的(de)差(cha)异(yi)。这(zhe)些差(cha)异(yi)体现(xian)在STR位(wei)点的(de)序列本(ben)身，以及其重(zhong)复次数(shu)上。

例如(ru)，在某(mou)些(xie)STR位点，人(ren)类的DNA序(xu)列(lie)可能(neng)是“ATGCATGC”，而(er)猪(zhu)的(de)DNA序列(lie)则可(ke)能因(yin)为碱(jian)基(ji)的(de)替换而(er)变(bian)成(cheng)“ATGTATGC”。即使序列非(fei)常相(xiang)似，重(zhong)复次(ci)数的差异(yi)也是巨大(da)的。科(ke)学家(jia)们利用专(zhuan)门的试(shi)剂(ji)盒(he)，可以同(tong)时扩(kuo)增(zeng)（复(fu)制）这(zhe)些(xie)不(bu)同物种(zhong)DNA中(zhong)的特定STR区域，然(ran)后通(tong)过高(gao)分辨(bian)率的毛细(xi)管电泳(yong)技(ji)术(shu)，根据DNA片(pian)段的大小（即重(zhong)复次(ci)数(shu)决(jue)定的(de)大小）进行(xing)分(fen)离(li)和检测。

最(zui)终，通(tong)过(guo)分析不同STR位(wei)点上检(jian)测到的(de)片段大小，并与(yu)已知(zhi)的(de)人类(lei)、猪(zhu)和狗的(de)DNA数(shu)据(ju)库(ku)进行(xing)比(bi)对，就(jiu)可(ke)以准确(que)地判断(duan)出样(yang)本DNA的来(lai)源(yuan)。这意味着(zhe)，无论(lun)是你手中(zhong)的一(yi)根头(tou)发，还(hai)是其他生物(wu)体(ti)组织(zhi)，只要含有DNA，我们(men)就能通过这种(zhong)精密(mi)的科(ke)学手(shou)段，辨别出它是(shi)属于“人(ren)”的(de)，还是(shi)属于“猪(zhu)”的，甚(shen)至(zhi)是“狗”的。

“人or猪dog”这(zhe)个词(ci)组(zu)，虽(sui)然带(dai)有一(yi)定(ding)的(de)情感(gan)色彩(cai)，但(dan)从科学(xue)角度来看(kan)，它指(zhi)向的(de)是基(ji)因层(ceng)面的区分(fen)。人类(lei)、猪(zhu)、狗(gou)虽然在形(xing)态、生理和(he)行(xing)为(wei)上(shang)各(ge)有不(bu)同(tong)，但(dan)我们共同的祖(zu)先(xian)也(ye)赋予了我(wo)们(men)一些共享的基因(yin)和DNA结构。漫(man)长(zhang)的演(yan)化(hua)历(li)程，物种的(de)独立发(fa)展，以及各(ge)自独特的生存(cun)环境(jing)，都在DNA层面留下(xia)了(le)深刻(ke)的(de)烙印(yin)。

正是(shi)这些(xie)细微而(er)关(guan)键(jian)的(de)差异(yi)，使得(de)DNA鉴定(ding)技术(shu)能够成为揭示(shi)生(sheng)命奥秘、区分(fen)不同(tong)生(sheng)命(ming)形式(shi)的强大工(gong)具。

DNA鉴(jian)定技(ji)术的发展(zhan)，不仅仅(jin)局(ju)限(xian)于(yu)区分人与动物(wu)，更在(zai)人(ren)类(lei)社会(hui)中发(fa)挥着(zhe)越来(lai)越(yue)重要(yao)的(de)作用。从刑事案件的(de)侦破，到失(shi)散亲人的团聚，再到(dao)疾病的诊(zhen)断与(yu)预测(ce)，DNA的(de)力(li)量无(wu)处不在(zai)。当(dang)我(wo)们(men)深入了(le)解DNA的运(yun)作(zuo)机制，便(bian)会惊(jing)叹于(yu)自然(ran)造物(wu)的(de)精妙(miao)，以及人(ren)类智(zhi)慧的(de)伟大(da)。

下(xia)一部分，我们(men)将继(ji)续(xu)深(shen)入(ru)探讨DNA鉴定的(de)技术细节，以及它在(zai)实践(jian)中(zhong)的应用，进一步揭(jie)示“人(ren)or猪(zhu)dog的(de)DNA和猪(zhu)DNA怎么(me)区分(fen)”背后(hou)蕴含的(de)科学魅力。

从(cong)分子到真相：DNA鉴(jian)定技术(shu)的深度(du)解(jie)析与(yu)应(ying)用(yong)

在(zai)上一(yi)部分(fen)，我们(men)初步(bu)了(le)解(jie)了DNA的(de)基本概(gai)念(nian)以及区分(fen)“人or猪dog的DNA和(he)猪DNA”的(de)科学原理(li)——DNA指纹(wen)分析(xi)。现(xian)在(zai)，让我们更进一(yi)步，深入(ru)探讨DNA鉴(jian)定的(de)具体技术(shu)细节，以(yi)及这项(xiang)技术(shu)是如何在(zai)实际应(ying)用中，将(jiang)分子层面的(de)差(cha)异转(zhuan)化(hua)为(wei)令人(ren)信服(fu)的真相(xiang)。

DNA鉴(jian)定，尤(you)其是(shi)基于(yu)STR分析的DNA分(fen)型，其过程(cheng)可以概括(kuo)为几个(ge)关键步(bu)骤(zhou)：样本采集、DNA提(ti)取、PCR扩增(zeng)、毛(mao)细管(guan)电泳以(yi)及数据(ju)分析。

首先是(shi)样(yang)本采集。DNA广泛存(cun)在于人体的各种细胞中(zhong)，例如(ru)血液、唾液、毛(mao)发（带毛囊(nang)）、口(kou)腔黏膜(mo)细胞、精(jing)液、组(zu)织(zhi)样本(ben)等。在(zai)动物(wu)方面，同样(yang)可(ke)以采(cai)集(ji)血液(ye)、毛(mao)发、组织等。对于“人or猪dog的DNA和猪DNA怎(zen)么区分(fen)”这个问(wen)题(ti)，无论样本是(shi)来自(zi)人(ren)、猪还是(shi)狗(gou)，只要能获取(qu)到(dao)含有(you)DNA的(de)生物(wu)材料(liao)，就可(ke)以(yi)进(jin)行鉴(jian)定。

当然，样本的质(zhi)量(liang)和保存状(zhuang)态(tai)会(hui)直(zhi)接影响(xiang)后(hou)续(xu)的提(ti)取效率和(he)结果(guo)的准确性。

接着(zhe)是DNA提(ti)取。这是(shi)鉴(jian)定过程(cheng)中(zhong)至关(guan)重要(yao)的(de)一(yi)步，目的(de)是(shi)从样(yang)本中(zhong)分离出纯(chun)净的DNA。提取的方法有(you)很多种，包(bao)括(kuo)化(hua)学法（如(ru)酚氯仿(fang)法）、磁(ci)珠(zhu)法(fa)和硅(gui)胶(jiao)膜(mo)法等。这些(xie)方法(fa)通过不同(tong)的化(hua)学试剂和物理(li)过(guo)程，破坏(huai)细胞膜和核膜，去除蛋白(bai)质、RNA等(deng)杂质(zhi)，最(zui)终(zhong)获(huo)得(de)高纯度的(de)DNA溶液。

对于动物样本(ben)，提取过程(cheng)可(ke)能(neng)需要针对不同(tong)物种(zhong)的(de)特(te)性进(jin)行优化，以提高(gao)DNA的得(de)率和(he)质量。

随后(hou)进入(ru)PCR（聚(ju)合(he)酶链(lian)式反应）扩(kuo)增阶(jie)段。PCR技(ji)术是DNA鉴定(ding)的核(he)心技术之(zhi)一。它能够(gou)以微(wei)量(liang)的(de)DNA为(wei)模板(ban)，在(zai)体外进行(xing)指数(shu)级(ji)的(de)复制(zhi)，生(sheng)成大量的目(mu)标(biao)DNA片(pian)段。对(dui)于STR分析，科学(xue)家们会(hui)设计特殊(shu)的引物（DNA片段(duan)），这些引(yin)物能(neng)够(gou)特异性(xing)地结(jie)合到目标(biao)STR位(wei)点两(liang)侧的DNA序(xu)列上(shang)。

通过(guo)PCR循环(huan)（变性(xing)、退火(huo)、延伸(shen)），目标STR区域(yu)被(bei)大(da)量扩(kuo)增(zeng)。引(yin)物上(shang)会带有荧(ying)光标(biao)记(ji)，这(zhe)使得(de)扩增(zeng)后的(de)DNA片段能够(gou)被检(jian)测到(dao)。

毛细(xi)管(guan)电(dian)泳(yong)（CapillaryElectrophoresis,CE）是(shi)分离(li)和检测扩(kuo)增(zeng)产(chan)物的(de)关键环节(jie)。将PCR扩增(zeng)后(hou)的DNA样本注(zhu)入极(ji)细的(de)毛(mao)细(xi)管中。在电(dian)场的作用下，带(dai)负(fu)电荷的(de)DNA片段会向正(zheng)极移动(dong)。由于(yu)DNA片段(duan)的大(da)小(xiao)不(bu)同（由STR重(zhong)复(fu)次(ci)数(shu)决定(ding)），它们(men)在(zai)毛(mao)细管(guan)中的(de)移动速度也不同，较(jiao)小(xiao)的(de)片段(duan)移动更快(kuai)，较大(da)的片(pian)段(duan)移动更(geng)慢。

毛细(xi)管(guan)的另一端连接(jie)着激光检测器，当带(dai)有荧光(guang)标记的(de)DNA片段(duan)通过激(ji)光(guang)束时，会被(bei)激发(fa)并发(fa)射(she)出(chu)荧(ying)光信号。检测器记(ji)录下(xia)不同(tong)时间(jian)到(dao)达的(de)荧光信(xin)号，这些信(xin)号的(de)强度(du)和出(chu)现的(de)时间就反映了(le)DNA片段的(de)大小(xiao)和(he)数量。

最后是数据分析。电泳仪(yi)会(hui)产(chan)生一(yi)系列(lie)的电(dian)泳图谱，这(zhe)些(xie)图谱由一(yi)系列的(de)“峰”组成(cheng)，每(mei)个峰代表(biao)一个DNA片段。通过(guo)与标(biao)准(zhun)化的DNA分(fen)子量(liang)标(biao)记进行比对(dui)，可以精确(que)地计(ji)算出每(mei)个STR位(wei)点(dian)上DNA片(pian)段的大小，也就(jiu)是重复次数。例(li)如，在(zai)一(yi)个(ge)STR位点(dian)，如(ru)果检测(ce)到两个大(da)小不同的(de)片(pian)段(duan)，则表(biao)示该个(ge)体在该(gai)位点上(shang)是杂合(he)的(de)（一个来(lai)自父(fu)亲(qin)，一(yi)个来自母(mu)亲(qin)）；如果只有一(yi)个(ge)大(da)小的(de)片段(duan)，则表示(shi)是(shi)纯合(he)的。

将(jiang)分析(xi)结果(guo)与参考(kao)数据库进行(xing)比(bi)对，是最终得出结(jie)论的关(guan)键。对于(yu)“人or猪(zhu)dog的(de)DNA和猪DNA怎(zen)么区(qu)分(fen)”而言(yan)，科学家(jia)们会拥(yong)有(you)详细(xi)的人(ren)类、猪、狗(gou)等(deng)动物(wu)的(de)STR位点(dian)数(shu)据库(ku)。当(dang)一个未(wei)知样本的(de)STR分型结(jie)果(guo)被(bei)分析出(chu)来后(hou)，将其与(yu)数(shu)据库中(zhong)的(de)标准(zhun)数据(ju)进行比对(dui)。

如果(guo)样(yang)本的STR分型结(jie)果与人类(lei)数据库(ku)中的任(ren)何(he)一个吻合，则(ze)判断为人类(lei)DNA；如(ru)果与猪的(de)数据(ju)库吻合，则判断(duan)为猪(zhu)DNA；以此(ci)类推。由于STR位点的多(duo)态性(xing)极高(gao)，即使(shi)是同(tong)一种类的(de)不同(tong)个体，其DNA指(zhi)纹(wen)也(ye)通常(chang)是不(bu)同的(de)。

这项技术(shu)不仅(jin)能够(gou)区分(fen)人、猪、狗(gou)这(zhe)几个大(da)类(lei)，甚(shen)至在个(ge)体(ti)识(shi)别(bie)层(ceng)面(mian)也(ye)具有极(ji)高的(de)精(jing)确(que)度。例如(ru)，在亲子鉴定中，通过(guo)比对孩子(zi)和潜在父(fu)亲(qin)、母亲(qin)的(de)STR分型(xing)结果(guo)，可以判(pan)断亲(qin)子关系(xi)；在刑(xing)事侦(zhen)查中，可以(yi)通过比对(dui)犯罪(zui)现(xian)场的(de)DNA样(yang)本与嫌疑(yi)人的(de)DNA，锁(suo)定凶手(shou)。

在“人(ren)or猪(zhu)dog的(de)DNA和(he)猪(zhu)DNA怎么(me)区分(fen)”这(zhe)个情境下，DNA鉴定技术的(de)应(ying)用场景可能(neng)包括(kuo)：

科(ke)研(yan)研(yan)究：科(ke)学(xue)家在(zai)进行物种起源(yuan)、进化(hua)关系、基因(yin)组(zu)学研(yan)究时(shi)，需要精(jing)确区分不同物种(zhong)的DNA，以研(yan)究(jiu)它们之间的遗传相(xiang)似性(xing)和(he)差异性(xing)。食品安全检(jian)测：监管部门可(ke)能需(xu)要(yao)检(jian)测食(shi)品成(cheng)分中是(shi)否(fou)含有(you)未经申报(bao)的(de)动物(wu)源(yuan)性(xing)成(cheng)分(fen)（如猪(zhu)肉成(cheng)分(fen)出现在(zai)宣称非(fei)猪肉的(de)产(chan)品中(zhong)），DNA鉴定(ding)可以(yi)提供(gong)最直(zhi)接(jie)的(de)证据(ju)。

生物(wu)安全和(he)检(jian)疫：在跨境(jing)贸易(yi)或科研(yan)合(he)作中(zhong)，需要准(zhun)确鉴定动物样本的物(wu)种，以防止(zhi)病(bing)原(yuan)体(ti)传(chuan)播或非(fei)法(fa)物种交易(yi)。

总而(er)言之，“人or猪dog的DNA和(he)猪DNA怎么(me)区分”这(zhe)个问题，在现代DNA鉴定技术(shu)的强(qiang)大支(zhi)撑下，已经(jing)不再(zai)是难(nan)以解(jie)答的谜团(tuan)。它展(zhan)现了科(ke)学(xue)的严(yan)谨性(xing)和力(li)量(liang)，能(neng)够从最(zui)微(wei)观的分子(zi)层面，揭示(shi)生命世(shi)界(jie)的丰(feng)富多彩，并为社(she)会发展和人类(lei)福祉提(ti)供坚实(shi)的技术保(bao)障。

我(wo)们(men)每(mei)一次(ci)对(dui)未(wei)知的(de)好奇，都可能驱(qu)动着(zhe)科学(xue)的进步，而(er)DNA，正是这一(yi)切(qie)的(de)起点和终点。

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图片来源：每经记者 陈雪 摄

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