06 Ene
Polimorfismos: Fundamentos y Aplicaciones en Genética Forense
La genética forense es una rama de la genética que se encarga de la identificación de restos biológicos empleando técnicas de Biología Molecular (BM) y bioinformática.
Organización del ADN Humano
La mitad de nuestro genoma presenta una sola copia por secuencia, lo que constituye la mayoría de los genes codificantes, intrones y secuencias intergénicas. La otra mitad son secuencias que se repiten múltiples veces, la mayoría no codificantes.
Estas repeticiones pueden estar dispersas por el genoma (como las secuencias SINE y LINE) o agruparse en regiones concretas, denominadas agrupaciones en tándem. En estas agrupaciones diferenciamos, en función del tamaño de la secuencia, los siguientes tipos:
- Satélites: Secuencias de gran tamaño (aproximadamente 250 Mb).
- Minisatélites: Secuencias repetidas de 6 a 25 pares de bases (pb).
- Microsatélites: Secuencias repetidas de 2 a 6 pares de bases (pb).
Polimorfismos Genéticos
Los polimorfismos son variaciones de una secuencia o gen (locus), ya sea en su longitud (por adición o deleción) o por cambios de nucleótidos concretos. Cada variante recibe el nombre de alelo, y si se produce en secuencias codificantes, puede afectar al fenotipo. Esta es la base de la variabilidad genética entre individuos de la misma especie y de la evolución.
Clasificación de Polimorfismos de Longitud
Los polimorfismos de longitud son de gran importancia en genética forense, ya que se emplean como marcadores genéticos:
- Repeticiones en Tándem de Número Variable (VNTR): Afectan a los minisatélites, cuyo tamaño varía entre individuos.
- Repeticiones Cortas en Tándem (STR): Análogos a los VNTR, pero aplicados a los microsatélites.
Polimorfismos de Secuencia
El polimorfismo estudiado frecuentemente en el ámbito forense es el Polimorfismo de Nucleótido Simple o Único (SNP). Consiste en encontrar variaciones o cambios en la secuencia de un solo nucleótido.
La Huella Genética y sus Técnicas de Obtención
La huella genética es la combinación de varios marcadores genéticos (secuencias de interés) que, como resultado de su estudio, obtiene un patrón exclusivo para cada individuo, permitiendo su identificación con gran precisión.
Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restricción (RFLP)
Es un método basado en el análisis mediante hibridación por Southern blot. Las sondas hibridan con secuencias VNTR, obteniendo la huella genética en el patrón de bandas de la electroforesis tras la autorradiografía. Para mayor precisión en la identificación, se combinan sondas para varios VNTR.
Análisis de STR por PCR
Los STR presentan un alto nivel de conservación, por lo que no les afecta tanto la degradación del ADN de la muestra. La PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa) permite trabajar con cantidades muy pequeñas de ADN.
Se amplifican los STR, que junto con una mezcla de todos los polimorfismos posibles (escalera alélica), se someten a electroforesis. Se combinan varios STR; el método más empleado actualmente analiza 15 autosómicos y uno sexual, aunque también se utiliza el método empleado por el FBI que analiza 13 autosómicos y uno sexual.
Análisis de SNP
Empleando técnicas de secuenciación se obtienen los SNP de ciertas secuencias de la muestra. Es necesario analizar varios SNP, ya que su poder de discriminación individual es bajo. Por otro lado, los SNP tienen un índice de mutación muy bajo y una alta capacidad de conservación.
Análisis de ADN No Nuclear
Análisis del ADN Mitocondrial (ADNmt)
El cromosoma mitocondrial es mucho más estable y resistente a la degradación que el ADN nuclear debido a que es circular (sin telómeros). Además, su cantidad por célula es mucho mayor. Esto lo convierte en ideal para los análisis de restos muy antiguos, y también permite estudios filogenéticos (por vía materna) y comprobación de maternidad, ya que se hereda exclusivamente por vía materna. Se analizan las secuencias de dos regiones específicas: HV I y HV II.
Análisis de Polimorfismos del Cromosoma Y
Este cromosoma se hereda por vía paterna íntegro, ya que es muy raro que experimente recombinación, lo que lo hace útil para estudios genealógicos y de paternidad, siempre combinándolo con otras técnicas. Esto se debe a que todos los varones de una línea familiar comparten el mismo cromosoma Y. Los análisis se realizan en polimorfismos de longitud de STR (Y-STR); son de especial importancia en casos de delitos sexuales.
Aplicaciones Estadísticas y Bioinformáticas
Análisis Estadístico de Datos en Identificación de Restos y Criminalística
Se emplean técnicas de PCR en STR autosómicos y, dependiendo del caso, análisis de cromosoma Y. La combinación de ambos da lugar a resultados muy fiables. La probabilidad final se calcula multiplicando la probabilidad individual de cada STR.
Análisis en Estudios de Paternidad
Estos estudios se basan en el análisis de STR autosómicos y del cromosoma sexual. Se obtienen tres posibles resultados:
- No coinciden dos o más STR: Se descarta la paternidad/maternidad.
- No coincide un STR: Puede ser debido a mutación; se deben realizar pruebas adicionales.
Bioinformática
Es la rama de la informática que desarrolla herramientas y aplicaciones que facilitan, agilizan y permiten la utilización de técnicas e investigaciones en Biología. Un uso importante de la bioinformática es la investigación simulada. Se crean modelos biológicos virtuales a los que aplicar las condiciones deseadas para obtener los datos. Estas simulaciones no solo ahorran recursos materiales, sino que también agilizan la investigación reduciendo tiempos (de generaciones, reacciones, técnicas…).
Bases de Datos
Son servidores remotos o locales que contienen información referente a investigaciones y casos (criminalística). Este registro permite cotejar dicha información de manera rápida. Estas bases de datos pueden ser genéricas o especializadas (proteínas, genotecas, cepas víricas, etc.).
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