Genética Forense y Bioinformática

La genética forense es una rama de la genética y de la medicina legal que analiza la variabilidad genética humana para resolver problemas de identificación.

Los principales problemas que resuelve son:

• Estudios de paternidad.
• Identificación de restos cadavéricos.
• Investigaciones criminalistas a partir de muestras biológicas humanas.

La genética forense evoluciona hacia el análisis de las regiones polimórficas del ADN: regiones que presentan variabilidad entre los distintos individuos (variación genética interindividual).

Organización del ADN Humano

El genoma humano tiene aproximadamente 3,2 . 10⁹ pb, pero solo una porción mínima es ADN codificante. El resto lo constituyen secuencias relacionadas con genes, como intrones y secuencias reguladoras; pero la gran mayoría es ADN extragénico, sin función conocida.

Para realizar la organización del ADN tiene más interés utilizar el criterio de repetitividad, que define dos tipos de secuencias:

• ADN de secuencia única: tanto codificante como no codificante (50%)
• ADN repetitivo: 50%. Son secuencias que se repiten un número variable. Puede ser:

    · ADN repetitivo codificante: es una parte pequeña de ADN repetitivo. Engloba unos pocos genes que se repiten en tándem. (ej. histonas; genes que codifican el ARN ribosómico) y algunas familias multigénicas.

    · ADN repetitivo no codificante: supone la mayor parte del ADN repetitivo.

Hay dos tipos de secuencias de ADN repetitivo no codificante:

• ADN repetido en tándem.
• ADN repetido disperso por todo el genoma.

1. ADN Repetitivo en Tándem

Corresponde a secuencias que se repiten, una a continuación de otra, con una localización cromosómica concreta (locus específico).

3 categorías según el tamaño:

• ADN satélite: se repite miles de veces en tándem, normalmente en el centrómero. El más importante es el Satélite alfa (en el ADN centromérico: 171 nucleótidos).
• ADN minisatélite: secciones de 6 a 25 nucleótidos. 100 nucleótidos a 20kb. Principalmente en los telómeros.
• ADN microsatélite: secuencias entre 2 y 10 nucleótidos.

2. ADN Repetitivo Disperso

Está formado por secuencias de tamaño variable que se repiten miles o cientos de miles de veces, pero no en tándem, sino dispersas a lo largo de todo el genoma.

Hay dos categorías según el tamaño de la secuencia que se repite:

• Elementos nucleares dispersos cortos, SINE: secuencias de cientos de nucleótidos que se repiten cientos de miles de veces en el genoma. El más conocido es la secuencia Alu: 250 – 280 nucleótidos que se repiten 1,5 . 10⁶ veces.
• Elementos nucleares dispersos largos, LINE: secuencias de varios Kb repetidos de manera dispersa, cientos de miles de veces.

Polimorfismos

Son variaciones en la secuencia de un locus específico, con una incidencia en la población superior al 1%.

Cada una de las secuencias alternativas del mismo locus se denomina alelo. El conjunto constituye el genotipo.

Los polimorfismos en locus codificantes se traducen en diferentes fenotipos; en locus no codificantes, no tienen reflejo en el fenotipo, pero contribuyen a la variabilidad genética interindividual, por lo que tienen una gran utilidad en genética forense. Pueden ser de longitud o de secuencia.

1. Polimorfismo de Longitud

Consisten en variaciones en la longitud de la secuencia de un locus debido a deleciones o inserciones de uno o más nucleótidos.

En genética forense tienen gran importancia los de ciertos minisatélites y microsatélites. Estas regiones de ADN repetido en tándem son hipervariables y muy polimórficas, y su polimorfismo consiste en el número de veces que se repite la secuencia básica; permitiendo diferenciar un individuo de otro: marcadores genéticos.

Los distintos alelos de un marcado se diferencian por el número de copias que contienen. Cada alelo se denomina con el nombre del marcador seguido del número de repeticiones de la secuencia básica.

Los marcadores genéticos son útiles por su gran variabilidad y porque su herencia es mendeliana simple (parentales).

Hay dos tipos de marcadores genéticos:

• Repeticiones en tándem de número variable, VNTR: son minisatélites polimórficos hipervariables con un tamaño relativamente grande (500-10.000 nucleótidos).
• Repeticiones en tándem cortas, STR: son microsatélites polimórficos, con una secuencia básica de 4-6 nucleótidos que se repite un número de veces diferente en cada alelo. El tamaño final es inferior a 500 nucleótidos.