Universidad Privada “Antonio Guillermo Urrelo” genética

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INTRODUCCIÓN
Con la denominación de genética forense se define el uso de ciertas técnicas empleadas
en genética para la identificación de los individuos en base al análisis del ADN. El hecho de
utilizar el análisis de ADN para identificar a una persona sigue un razonamiento sencillo,
cada ser humano es diferente; dos personas pueden ser más o menos parecidas, sobre
todo entre familiares cercanos, pero nunca son idénticos, salvo en el caso de los gemelos
univitelinos. Esta diferenciación entre las personas se debe a que existen millones de
combinaciones posibles de ADN entre un óvulo y un espermatozoide, debido a
la recombinación genética que se produce en la meiosis. Pero a pesar de ello, los genes de
todos los seres humanos son poco variables y constituyen un gran porcentaje de la
información contenida en la molécula de ADN; la información restante, incluye sectores que
pueden exhibir un cierto grado de variabilidad entre los individuos, en consecuencia: “todos
los seres humanos tenemos sectores del ADN en común y otros que no lo son”. El llamado
Análisis de ADN es un conjunto de técnicas utilizadas para detectar sectores en la cadena
de ADN que son variables en la población. Estas regiones son denominadas regiones
polimórficas o polimorfismos. El término polimorfismo expresa la variabilidad que existe
dentro de un fragmento de ADN, es decir, el número de alelosque hay en un locus. Como
regla general cuantos más alelos haya, mayor polimorfismo, y por tanto mayor poder de
identificación. Al analizar un determinado número de regiones polimórficas la probabilidad
de que dos individuos sean genéticamente iguales es prácticamente nula, excepto en los
gemelos univitelinos.
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ORIGEN
La genética forense no surge como tal, sino que evoluciona a partir de otra rama conocida
como hemogenética forense; nace a principios del siglo XX, cuando Karl Landsteiner
describe el sistema ABO de los hematíes y Von Durgen y Hirschfeld descubren su
transmisión hereditaria. El objetivo de esta ciencia era la identificación genética en crímenes
y casos de paternidad. Inicialmente, las investigaciones se centraban en el estudio
de antígenos eritrocitarios
(sistema
ABO,
Rh,
MN), proteínas
séricas y
enzimas
eritrocitarias. Con el estudio de dichos marcadores podía incluirse o excluirse una persona
como posible sospechoso por poseer una combinación genética igual o diferente a la del
vestigio biológico hallado en el lugar de los hechos.
Pero fue a mediados de siglo cuando gracias al descubrimiento del ADN y de su estructura
y al posterior avance en las técnicas de análisis de dicha molécula la Hemogenética
Forense evolucionó considerablemente hasta el punto de que hoy en día puede hablarse
de una nueva subespecialidad dentro de la Medicina Forense: la Genética Forense, puesto
que en la actualidad no solo se emplean marcadores sanguíneos sino también muchos
otros. Aunque la ciencia poseía las herramientas necesarias para el estudio del ADN, su
aplicación en la resolución de casos judiciales no se produjo hasta 1985. Esta
subespecialidad se centra básicamente en tres áreas:
- Investigación de la paternidad: Impugnación por parte del supuesto padre o reclamación
por parte de la madre y/o del hijo.
- Criminalística: Asesinato y delitos sexuales (violación sexual). Se analizan restos
orgánicos humanos (sangre, pelo, saliva, esperma, piel).
- Identificación: Restos cadavéricos (por ejemplo, los restos del zar Nicolás II de Rusia y su
familia) o personas desaparecidas (como sucedió en Argentina con los niños desaparecidos
durante la dictadura militar).
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EL ADN
El ácido desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN, es un ácido
nucleico que contiene instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de
todos los organismos vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su transmisión
hereditaria. El papel principal de la molécula de ADN es el almacenamiento a largo plazo
de información. Muchas veces, el ADN es comparado con un plano o una receta, o un
código, ya que contiene las instrucciones necesarias para construir otros componentes de
las células, como las proteínas y las moléculas de ARN. Los segmentos de ADN que llevan
esta información genética son llamados genes, pero las otras secuencias de ADN tienen
propósitos estructurales o toman parte en la regulación del uso de esta información
genética.
I. FUNCIONES BIOLOGICAS:
Las funciones biológicas del ADN incluyen:

El almacenamiento de información (genes y genoma),

La codificación de proteínas (transcripción y traducción)

La autoduplicación (replicación del ADN) para asegurar la transmisión de la
información a las células hijas durante la división celular.
II.
EL ADN EN LA CIENCIA FORENSE
1. DEFINICIÓN DE CIENCIA FORENSE
Es la aplicación de prácticas científicas dentro del proceso legal.
Algunas de las claves que los criminalistas encuentran no pueden ser vistas a simple
vista, algunas son hasta más pequeñas.
Esencialmente esto se traduce en investigadores altamente especializados o
criminalistas, que localizan evidencias que sólo proporcionan prueba concluyente al
ser sometidas a pruebas en laboratorios.
La ciencia forense ahora usa de manera rutinaria ADN en delitos seriamente
complejos, solucionando muertes a partir de estos bloques estructurales de la vida.
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2. IMPORTANCIA DEL ADN EN LA INVESTIGACIÓN FORENSE
El ADN se ha convertido en una de las herramientas más precisas para la
identificación
de
individuos
y
es
utilizado
por
miles
de
laboratorios
fundamentalmente en:

La identificación de vestigios biológicos de interés en la investigación criminal de
muy diversos delitos.

La identificación de restos humanos y personas desaparecidas.

La investigación biológica de la paternidad y otras relaciones de parentesco.
3. PERFIL GENÉTICO
Un «perfil genético» no es más que un patrón de fragmentos cortos de ADN
ordenados de acuerdo a su tamaño que son característicos de cada individuo. Dicho
patrón es fácilmente convertible en un sencillo código numérico muy fácil de
almacenar
y
comparar
con
un
alto
poder
de
discriminación.
La mayoría de los perfiles de ADN que se obtienen en los laboratorios forenses se
basan en el estudio simultáneo de un conjunto de 10 a 17 regiones cortas del ADN
nuclear, denominadas Short Tandem Repeats (STRs), que están distribuidas en los
distintos cromosomas humanos y que presentan una alta variabilidad de tamaño
entre los distintos individuos. Se trata de pequeñas regiones de 100-500 nucleótidos
compuestas por una unidad de 4-5 nucleótidos que se repite en "n" veces. El número
de veces que se repite esta unidad de secuencia presenta una gran variabilidad
entre los individuos de una población. Como estos perfiles tienen una procedencia
compartida al 50% por el padre y la madre, se pueden utilizar también en la
investigación biológica de la paternidad.
4. ANÁLISIS FORENSE DE ADN.
Para el público en general, puede parecer que el trabajo en el laboratorio de ADN
es algo misterioso o mágico, rodeado de complejas reacciones químicas y de
sofisticada tecnología, donde a partir del análisis de mínimos restos biológicos se
obtiene el perfil genético o el DNI biológico que establece la identidad de un
individuo. Si bien es cierto que los ensayos o análisis de ADN requieren una
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formación y cualificación adecuadas del personal y el uso de equipos cada vez más
automatizados e informatizados, no podemos considerarlo como la fase más
importante en el estudio criminalístico.
5. CLASES DE ADN QUE SE UTILIZAN EN EL ÁMBITO FORENSE:
a.
ADN NUCLEAR
Siempre que sea posible se realizará el análisis de polimorfismos de este ADN, pues
son los que más información nos darán en cuanto a la identidad de la muestra. Se
encuentra en el núcleo, y se hereda mitad de la madre y mitad del padre, con
excepción del ADN presente en el cromosoma Y masculino, que sólo se hereda por
línea paterna.
Las características más importantes del ADN nuclear para identificación humana
son:
 Es único para cada persona, excepto en el caso de los gemelos univitelinos.
 Permite establecer relaciones entre hermanos, primos, abuelos nietos, y otro
grados de parentesco, porque como veremos, otros tipos de ADN sólo nos
permitirán establecer relaciones de paternidad (cromosoma Y) y de maternidad
(ADN mitocondrial).
 Sirve para determinar el sexo de la persona de la que proviene una muestra
porque se puede establecer la presencia de XX o XY en el par 23.
 Posee un enorme potencial de estudio, por la gran cantidad de ADN no
codificante y las regiones tipo STR y SNP.
Uno de los fragmentos de ADN nuclear más estudiados es la amelogenina. Se trata
de un marcador muy útil porque nos informa sobre el sexo del individuo al que
pertenece la muestra.
b.
ADN MITOCONDRIAL
Existen numerosas mitocondrias en cada célula (entre 250 y 1000 según el tipo
celular, las necesidades metabólicas y el tipo funcional) y varias copias de ADN
mitocondrial en cada mitocondria, es decir, existen mayor cantidad de copias de
ADNmt que de ADN nuclear por célula, de forma que hay una sola copia de ADN
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nuclear en una célula mientras que puede haber miles de copias de ADNmt. Este
hecho hace que en muestras forenses muy críticas (con escasa cantidad de ADN o
con ADN en mal estado) tenga más éxito el análisis de ANDmt que el de ADN
nuclear. Sin embargo, el ADNmt presenta una peculiaridad, se hereda única e
íntegramente de la madre, sin que exista ninguna combinación con el material del
padre. Por este motivo se dice que es un genoma haploide.
La causa de que no exista mezcla con el material del padre es la siguiente: las
mitocondrias del espermatozoide se localizan en el cuello (entre la cabeza y la cola),
con el fin de aportar la energía que esta célula necesita para mover la cola y
desplazarse en busca del óvulo. Al producirse la fecundación solo penetra en la
célula femenina la cabeza del espermatozoide (con el ADN nuclear) quedando fuera
la cola y el cuello, y con él todas las mitocondrias. Esto hace que el padre no aporte
dicho material a su descendencia.
Las características básicas que lo hacen útil en investigación forense y antropológica
son:
 El elevado número de copias por célula que hace alguna de ellas resista las
condiciones adversas sin ser degradada.
 Su pequeño tamaño. Esto facilita la conservación en el tiempo a pesar de que las
condiciones no sean apropiadas: al ser más pequeño que el ADN nuclear la
probabilidad de verse afectado es menor.
Este tipo de ADN se utiliza sobre todo en los casos siguientes:
 Cuando existe una gran degradación de las muestras por las malas condiciones
de conservación en que permanecieron hasta que fueron encontradas en lugar del
crimen o por la antigüedad que tienen. En este caso el ADN mitocondrial se
encontrará en mejor estado que el nuclear debido a su mayor número de copias por
célula. Tal es el caso de restos óseos y dientes antiguos o sometidos a condiciones
extremas.
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 Cuando la cantidad de muestra de que se dispone es mínima (pelos sin bulbo por
ejemplo). Un pelo con bulbo caduco o un fragmento de pelo contendrá una cantidad
de ADN nuclear tan escasa que en principio los análisis de estas muestras mediante
ADN nuclear resultará negativo.
 En la identificación de restos biológicos y el establecimiento de una relación
familiar cuando no se dispone de los progenitores y no queda más remedio que
realizar una comparación con familiares más lejanos. Si se trata de familiares vía
materna tendrán exactamente el mismo ADN mitocondrial aunque se trate de
familiares lejanos. Un estudio de ADN nuclear en estos casos sería poco informativo
ya que cuanto más alejada sea su relación familiar, menos alelos compartirán.
 Cuando existe un sospechoso en un hecho delictivo pero se dispone de muestra
de la cual no se conoce su procedencia, se puede recurrir al estudio del ADN
mitocondrial de un familiar relacionado matrilinealmente para excluirlo.
6. BASES DE DATOS DE ADN FORENSE
De especial importancia son las bases de datos de ADN con fines de investigación
criminal, en las que los perfiles de ADN anónimos obtenidos de vestigios biológicos
de la escena del delito pueden ser comparados de forma sistemática entre sí, así
como con los obtenidos de individuos que son sospechosos o condenados en una
causa penal, ofreciendo una herramienta muy eficaz de identificación humana con
una alta potencialidad para reducir el índice de criminalidad de determinados delitos
sin autor conocido y, especialmente, aquellos en los que existe una alta reincidencia.
La utilización de estas bases de datos cobra también una vital importancia en los
procesos de identificación de desaparecidos en conflictos bélicos o en grandes
catástrofes que afectan a un gran número de víctimas cuyo estado de conservación
puede limitar, o incluso imposibilitar, la identificación de los cuerpos por los métodos
forenses convencionales. Los perfiles genéticos obtenidos pueden ser comparados
de forma sistemática con un índice de perfiles de referencia de familiares (saliva o
sangre), u obtenidos de muestras ante-mortem de las víctimas (Cepillos de dientes,
peines, etc.).
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7. FUENTES DE ADN.
Las fuentes de ADN, restos o indicios biológicos susceptibles de análisis, pueden
ser clasificadas en categorías de acuerdo con su cantidad relativa de ADN, cuya
importancia veremos más adelante.
a. Los restos de tejidos o el semen: son fuentes con gran cantidad relativa de
ADN, por lo que se encontrarían dentro de la “Categoría I” en términos de
potencial fuente de ADN.
b. La sangre: Es una excelente fuente de ADN, asociada a muchos casos de
crímenes violentos, sin embargo el ADN, contenido en el núcleo de los
glóbulos blancos, está en una proporción minoritaria. La relación 400:1 de
células rojas (sin núcleo) en relación con las células blancas, coloca la sangre
en el segundo nivel de fuentes de ADN o “Categoría II” en términos de
producto de ADN respecto al volumen de muestra.
c. La saliva y los objetos: En contacto con la boca y la nariz, analizados
rutinariamente en la casuística de laboratorio, son excelentes fuentes
potenciales de ADN, si bien la cantidad de ADN transferida es generalmente
más pequeña debido al pequeño volumen del fluido corporal que transporta
los restos celulares y del pequeño área de contacto. Por ello, la saliva y zonas
de contacto con la boca y nariz, estarían en la “Categoría III”.
8. TÉCNICAS PARA ESTUDIAR EL ADN EN LA CIENCIA FORENSE
a. Polimorfismo de longitud de los fragmentos de restricción (RFLP)
Jeffreys descubrió la existencia de unas regiones mini satélites hipervariables
dispersas por el genoma humano que al ser tratadas con enzimas de restricción
generaban fragmentos de longitud variable. Estudios posteriores realizados el
mismo Jeffreys demostraron que las diferencias en el tamaño de estos fragmentos
se debían a que estas regiones consistían en un determinado número de
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repeticiones en tándem de una secuencia central, el cual variaba de unos individuos
a otros.
De esta manera observaron fragmentos de más de 15 longitudes diferentes en una
pequeña muestra de individuos. De manera que las diferentes longitudes de los
fragmentos originados dependían del número de dichas repeticiones y se les
denominó VNTR (“Variable Number of Tandem Repeat”).
Esta técnica consta básicamente de las siguientes etapas:

Digestión del ADN con enzimas de restricción tras conseguir extraer un ADN
de alta molecularidad.

Separación de los fragmentos obtenidos por medio de una electroforesis en
gel de agarosa.

Desnaturalización de los fragmentos separados y cortados.

Transferencia de las cadenas simples a una membrana de nitrocelulosa o
nylon y fijación de las mismas por medio de calor (80ºC).

Prehibridación con sondas de ADN inespecífico para bloquear los lugares de
unión inespecíficos que pudiera haber en la membrana.

Marcaje de la sonda con nucleótidos radioactivos (32 P normalmente).

Hibridación de la sonda marcada y desnaturalizada con los fragmentos de
ADN fijados a la membrana, y lavado de la membrana para eliminar el exceso
de sonda o aquellas que hayan hibridado mal.

Revelado en placa radiográfica e interpretación de los resultados.
b. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

Desnaturalización: la plantilla o fragmento original de DNA se calienta hasta
una temperatura de 90º a 95 ºC durante 30 segundos; esto provoca la
separación de las dos cadenas.

Templado: la temperatura de la mezcla se rebaja hasta 55 ºC durante 20
segundos para que los cebadores oligonucleotídicos se enlacen con el DNA
escindido.

Polimerización: la temperatura de la mezcla se eleva hasta 75 °C para que
la polimerasa copie rápidamente la molécula de DNA.
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9. MEDICINA FORENSE (IDENTIFICACION DE CADÁVERES)
Determina la causa de la muerte a través del examen de un cadáver.
a.
Dactiloscopía.- Huellas latentes recogidas de la escena del crimen, consiste
en extraer la información genética de las mitocondrias que contiene el
citoplasma de la célula.
b.
Odontología.- Se utiliza en la identificación de cadáveres en situaciones
desastres. Consiste en la comparación de las fichas dentarias conocidas de
una persona con los dientes recuperados o hallados en restos óseos de origen
desconocido.
c.
Osteología.- En los tejidos blandos de los cuerpos en descomposición, el ADN
se degrada rápidamente como consecuencia inmediata del crecimiento
bacteriano y la influencia de factores medio ambientales. La protección del
medio externo que la matriz ósea brinda al ADN, hace del hueso el último
recurso para obtener información genética. Es verdaderamente complicado
extraer el ADN del hueso.
La estimación de la estatura a partir de los huesos largos de las extremidades,
así como la estimación de sexo, edad y afinidad biológica en series
esqueléticas, son fundamentales en toda investigación.
Para estimar la estatura en restos óseos humanos se miden las longitudes
máximas de los huesos largos (húmero, radio, fémur, tibia y fíbula)
d.
Manchas de sangre.- El análisis del ADN ha dotado a la criminalística de la
posibilidad de estudiar indicios mínimos que, con otros métodos, sería
imposible analizar. Este tipo de muestra plantea una mayor dificultad en la
detección de la mancha. El líquido que se utiliza para encontrar estas
manchas, en ocasiones, no visibles a la vista, es Luminol.
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BIBLIOGRAFÍA
1.
El Proyecto Genoma Humano y el ADN forense:
http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/elsi/forens
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2.
El ADN en el laboratorio forense: http://www.dna.gov/lab
3.
"Conceptos básicos de ADN Forense":
http://www.cej.justicia.es/pdf/publicaciones/fiscales/FISCAL35.pdf
4.
El Sistema CODIS de Bases de datos de ADN del FBI:
http://www.fbi.gov/about-us/lab/codis/codis.
5.
International Commission on Missing Persons (ICMP):
http://www.ic-mp.org/about-icmp/
6.
La Comisión Nacional para El Uso Forense del ADN:
7.
http://institutodetoxicologia.justicia.es/wps/portal/intcf_internet/port
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8.
http://www.iuisi.es/15_boletines/15_2006/doc051-2006.pdf
9.
http://es.%C3%81cido_desoxirribonucleico#Funciones_biol.C3.B3
gicas
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