Curso dictado por la Dra. Teodora ZAMUDIO

 

Identidad genética

 

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Proyecto Genoma Humano
Identidad genética
Implicaciones asegurativas
Implicaciones laborales

  

 

  

  

 

 

Herencia y genética  

A mediados de los ´80 comienzan a desarrollarse sistemas de identificación de individuos basados en el estudio de polimorfismos de ADN, los cuales reflejan la amplia variación de secuencias localizadas en diferentes regiones del genoma.

La variabilidad de estas zonas radica en diferencias exhibidas por el material genético, en la secuencia nucleotídica misma a través de sustituciones de nucleótidos, o en la distinta longitud generada por una misma secuencia que se repite un número diferente de veces. Cuando fue posible conocer su localización y desarrollar una metodología adecuada para ponerlas de manifiesto comenzaron a ser estudiadas mediante sistemas de análisis cada vez más precisos y sencillos.

Los primeros trabajos, publicados a mediados de los ´80, empleaban fragmentos de ADN obtenidos por digestión con enzimas, separados electroforéticamente y transferidos a un soporte sólido, el cual se trataba con una "sonda" constituida por secuencias complementarias de las regiones variables, marcada radiactivamente. Por autorradiografía, resultaba posible observar varias bandas, de localización desconocida dentro del genoma, pero que eran características de cada individuo y se heredaban de padres a hijos. Si bien las bandas producidas por estas sondas multilocus eran muy variables de una persona a otra, los resultados eran difícilmente reproducibles, ya que pequeñas y poco controlables diferencias en la corrida electroforética (voltaje, tiempo, concentración del gel) afectaban en gran medida la reproducibilidad e interpretación de los resultados.

El descubrimiento de regiones hipervariables del genoma con localización específica permitió el desarrollo de las sondas de locus único que resolverían el problema, posibilitando el estudio de una zona conocida del genoma que se visualizaba como dos únicas bandas para la condición heterocigota, correspondientes cada una a un alelo, heredado de cada progenitor.

Estas zonas están constituidas por secuencias repetidas, que aparentemente carecen de función como codificantes de proteínas. La menor variabilidad exhibida por estos sistemas de análisis se solucionaba empleando un conjunto de cuatro o más sondas unilocus que evaluaban otras tantas regiones del genoma.

Sin embargo, aún persistía un inconveniente para el empleo masivo de estas metodologías en la práctica forense: las sondas multilocus, y en menor medida las unilocus, requerían un ADN en estado óptimo en cuanto a su integridad, de alto peso molecular, lo cual rara vez ocurre en cadáveres en proceso de descomposición, o en manchas antiguas de fluídos biológicos o expuestas a condiciones ambientales adversas. La solución llegó con el desarrollo de técnicas de amplificación o "copiado" de porciones de ADN mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), con las cuales fue posible implementar sistemas de análisis de secuencias más pequeñas ("microsatélites" o "STRs"), pero menos variables que las anteriores. Con el advenimiento de esta nueva técnica, se hizo posible la evaluación de polimorfismos en cuanto a la secuencia nucleotídica de la región variable, además de las diferencias de longitud. Los marcadores de identificación para un locus establecido permite -de acuerdo con la probabilidad estadística de ocurrencia- establecer las relaciones filiatorias, en la medida en que se constata su presencia en el genoma de cada uno de los individuos testeados.

La permanente innovación metodológica exige la actualización y perfeccionamiento de los sistemas validados por la comunidad forense internacional, que cuenta al presente con la posibilidad de evaluar un centenar de regiones variables del genoma.

El Proyecto de IBM y la National Geographic intenta reconstruir el árbol geneálogico de la Humanidad

Identidad filial  

Estos sistemas, optimizados para su análisis en reacciones "multiplex", se emplean actualmente en casos de paternidad discutida sobre un hijo varón, cuando el supuesto padre no se encuentra disponible o se niega al estudio, analizándose cualquier hombre perteneciente a la misma patrilínea que el progenitor ausente: la coincidencia de las secuencias variables del cromosoma Y será total, de existir el vínculo biológico.

   
reporte de análisis de paternidad (exclusión) reporte de análisis de paternidad (inclusión)
Ejemplos extraídos de GeneTree http://www.genetree.com
[cliquée sobre las figuras para ampliar]
 

 

un ejercicio...
¿de cuál de los niños son padres?
La respuesta ...

clickée sobre la miniatura

Los números al lado de cada variante (locus) indica el número de repeticiones en cada alelo que posee la secuencia "core" que define al sistema cuyo nombre se coloca -ausente en el ejemplo- precediendo el número de repeticiones (ej.: D5S818, D13S317, etc).

 

Identidad étnica  

Establecimiento de identidad étnica según los patrones de migración humana.

Fuente: Trace Genetics, Davis, CA http://www.genetree.comSegún las investigaciones sugieren:

1) el linaje humano moderno evolucionó a partir de una única mujer que habría vivido hace 180.000 años;

2) hace aproximadamente 80.000 a 50.000 años atrás los humanos modernos comenzaron su éxodo fuera de África entrando en Eurasia occidental;

3) hace unos 60.000 a 40.000 años estos humanos modernos se expandieron hacia el este y el oeste a través de Eurasia ocupando desde Europa occidental hasta Papúa Nueva Guinea;

4) 20.000 a 11.000 años atrás los humanos modernos cruzaron el estrecho de Bering hacia las Americas; y

5) hace unos 3.500 a 300 años atrás colonizaron Madagascar y Oceanía[1]

Fuente: http://www.genetree.comPor lo que  -a través de ciertos marcadores poblacionales- pueden ser establecidos ciertos patrones que reflejan dichas migraciones:

a)  macro-linajes (ADNmt)  L, predominan en África,

b)  macro-linajes (ADNmt) M y N son encontrados a través de Eurasia y Australia,

c) macro-linajes (ADNmt) H, I , J, K, T, N, U, V, W y X predominan en Eurasia occidental,

d) macro-linajes (ADNmt) A, B, C, D, E, F, G, M, P, Q y Z predominan en Asia y Oceanía; y

e) macro-linajes (ADNmt) A, B, C, D, y X son encontrados en las Américas.

Hay 3 tipos de pruebas genéticas que siguen los marcadores de los cuatros patrones poblacionales básicos:

Patrones poblacionales básicos

viñeta

Nativos Americanos: Poblaciones que migraron desde Asia a Norte, Sur y Centro América.

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Europeos: Poblaciones europeas, de Medio Oriente y Sud Asia desde el subcontinente indio, incluyendo India, Pakistán y Sri Lanka

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Extremo Oriente: Japoneses, Chinos, Mongoles, Coreanos, Sudeste asiático e islas del Pacífico, incluyendo poblaciones de Filipinas

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Africanos: Poblaciones de África subsahariana tales como Nigeria y Congo

y sus subgrupos geográficamente referenciados

 

ADN autosómico (es decir, todo el ADN -excepto el de los cromosomas Y, X y el mitocondrial; es el ADN heredado de padre y madre a partes iguales, 50% de c/u) y determina el porcentaje de herencia de cada uno de los patrones poblacionales

Para determinar el porcentaje del ADN que una persona tiene de cada uno de estos cuatro grupos, la prueba examina 175 polimorfismos (SNPs). Los que se han seleccionado sobre la base de sus patrones biogeográficos y se refieren como marcadores informativos de la ascendencia (AIMs de las siglas en ingles para Ancestry Informative Markers). Los alelos encontrados en estas localizaciones del marcador demuestran una especificidad muy alta para la gente de poblaciones particulares, de la pertenencia étnica y/o de regiones geográficas.
 

Fuente: http://www.genetree.comUna prueba más detallada sobre el origen ancestral más allá de lo que lo que revela la anterior podría ser v.gr. la EURO-DNA 1.0® que se utiliza para indagar la composición ancestral intra-continental para el grupo europeo. Para ello, la prueba examina 320 marcadores de SNP (ésta está incluyendo los 175 marcadores anteriores) para profundizar la investigación dentro de los linajes europeos: Noreuropeo - Sureuropeo (mediterráneo) Oriente medio y Sudasiático

El cromosoma Y paterno (marca violeta) será transmitido a todos los hijos varones, y de ellos sólo podrá serlo (a las siguientes generaciones) a través de los hijos varones

ADN patrilineal (es decir el heredado del padre varón y exclusivamente transferido a los hijos varones).[2].

La herencia mitocondrial (marca verde) será transmitida a todos los hijos, pero de ellos sólo podrá serlo (a las siguientes generaciones) por las hijas mujeres
ADN matrilineal
(es decir el heredado de la madre y transferido a todos sus hijos, varones o mujeres, pero exclusivamente transmisible por las hijas mujeres).

Ejemplo de reporte

Heradibilidad de patrones genéticos asociados al sexo

 

 

Aplicaciones policiales y comerciales  

El sistema HLA (acrónimo de Human Leucocyte Antigens) está formado por cinco genes (A, B, C, DR y DQ) cuyos loci están agrupados en una región del cromosoma 6 humano. Cada uno de estos genes tiene muchas variantes (alelos), pudiendo llegar a varios centenares en el caso del gen B. La identidad genética depende de las proteínas codificadas por los genes del sistema de histocompatibilidad (HLA). Ello explica su elevado polimorfismo (variación de uno a otro organismo) y la capacidad que dichos genes tienen en la identificación de sus portadores[3] Resultan así de gran utilidad en el estudio de evidencias provenientes de delitos sexuales, donde puede establecerse el patrón genético del emisor del semen sin la habitual contaminación con el ADN de la víctima

En su conjunto, el desarrollo de nuevas metodologías de análisis que hacen posible la identificación de individuos, restos humanos y rastros biológicos, constituye una nueva y valiosa herramienta forense: el debut de esta prueba en la investigación criminal se produce en octubre de 1986, en un caso de homicidio en el que se comprobó la inocencia del principal sospechoso. A partir del año 1987, las pruebas de ADN fueron admitidas como evidencia en las Cortes Criminales de Gran Bretaña y de Estados Unidos. En 1988 se desarrollan técnicas de amplificación de ADN de pequeñas regiones variables del genoma, partiendo de sólo 1700 células diploides, equivalentes a unos 10 nanogramos de ADN

La identificación del perfil único del código de ADN mediante la técnica STR (short tandem repeats) analiza marcadores genéticos Fuente: Ejemplo publicitario de GeneTree(loci de secuencias repetitivas tetraméricas) en varios cromosomas del ADN que corresponden al llamado CODIS (del inglés, Combined DNA Index System o Sistema de Indexación Combinada del ADN).  El CODIS, según las pautas del F.B.I., constituye el conjunto de marcadores del ADN que permite identificar singularmente a una persona como para que sus resultados sean comparables con el banco de datos de identificación de individuos de los EE.UU.

Incorporada a una tarjeta de identidad personal, la identificación es 99 % segura. Puede estar acompañada por la huella digital y está siendo utilizada por bancos comerciales, registros inmobiliarios, compañías de seguros, para prevenir fraudes.

 

 


NOTAS:


[1] Referencias: 1. P. Forster et al. (1996) Origin and evolution of native American mtDNA variation: a re-appraisal. American Journal of Human Genetics 59: 935-945. 2. B. Fagan (2000) Ancient North America: the archaeology of a continent. Thames and Hudson, New York. 3. J. Eshleman et al. (2003) Mitochondrial DNA studies of Native Americans: Conceptions and misconceptions of the population prehistory of the Americas 12: 7-18. Fuente: GeneTree DNA Testing Center http://www.genetree.com

[2] La herencia paterna de marcadores del cromosoma Y es designada DYS 199T y es encontrada específicamente en el hombre cuyo origen sea americano. La presencia o ausencia de éste marcador es monitoreada por el RFLP. Rango de certeza: Positivo o negativo por el nucléotido variante americano DYS 199T. Tiempo de procesamiento: de un mes a cuarenta y cinco días; su costo es de U$S 245 a través de GeneTree DNA Testing Center http://www.genetree.com

[3] Jean Dausset, que compartió el premio Nobel en Fisiología o Medicina en 1980 con Snell y Benacerraf "por sus descubrimientos sobre las estructuras de las superficies celulares genéticamente determinadas que rigen las reacciones inmunológicas", había descubierto y analizado el sistema de histocompatibilidad humano HLA al final de los años cincuenta y la década de los sesenta. Los productos proteicos de tales genes determinan las características de las moléculas HLA en la superficie de las células del organismo humano. El papel fundamental del sistema HLA es el de activar las defensas inmunológicas (respuesta inmune) del organismo frente a la presencia o ataque de moléculas o agentes externos al permitir que el organismo humano reconozca lo propio frente a lo extraño cobre la base del concepto de identidad genética. El genotipo del cigoto incluye ya obviamente el sistema HLA con un haplotipo (genotipo) determinado, sin embargo su actualización no se hace efectiva hasta que los genes que contiene se expresen (transcripción) y se sinteticen (traducción) las proteínas correspondientes. En ese momento podría decirse que quedan fijadas las "señas de identidad" del individuo; es decir, el organismo hace efectivo su "documento genético de identidad" .


Pro-Diversitas 
Editorial Digital
ISSN 2362-6518