各种限制性内切酶在染色体DNA分析中的广泛应用揭示了人类基因组的巨大变异性。结构基因编码区和调控区的微小变化,即使发生,也可能导致某种蛋白质合成停止或其在人体内的功能丧失,这通常会影响患者的表型。然而,大约90%的人类基因组由非编码序列组成,这些序列变异性更强,包含许多所谓的中性突变或多态性,并且没有表型表现。此类多态性区域(基因座)可作为遗传标记用于遗传性疾病的诊断。多态性基因座存在于所有染色体中,并与基因的特定区域相关联。通过确定多态性基因座的定位,可以确定哪个基因与导致患者疾病的突变相关。
为了分离多态性DNA区域,人们使用细菌酶——限制性酶,其产物是限制性位点。多态性位点发生的自发突变使其对特定限制性酶的作用产生抗性,或者反过来说,对特定限制性酶的作用更敏感。
限制性位点的突变变异性可以通过改变DNA限制性片段的长度来检测,方法是使用电泳分离这些片段,然后与特定的DNA探针杂交。如果多态性位点上没有限制性位点,则在电泳图上会检测到一个大片段;如果存在限制性位点,则会出现一个较小的片段。同源染色体相同基因座上是否存在限制性位点,可以相当可靠地标记突变基因和正常基因,并追踪其向后代的传递。因此,当研究患者的两条染色体上在多态性区域都存在限制性位点的DNA时,在电泳图上会检测到短的DNA片段。对于改变多态性限制性位点的突变纯合子患者,将检测到较长的片段;而对于杂合子患者,则会检测到短片段和长片段。