INTRODUCCION

 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 alelos que 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.

El   uso   del   ADN   en   la   investigación   criminal   o   en   la   identificación   de   personas desaparecidas,  ha  sido objeto de un gran número de series  cinematográficas  de gran audiencia que crean expectativas poco realistas sobre las posibilidades de estas pruebas. En   este   sentido,   los   especialistas   forenses   hablan   ya   del   efecto   CSI   (Crime SceneInvestigation): la concepción de que la ciencia forense es infalible e inmediata, lo que   puede   generar   una   visión   distorsionada   de   la   prueba   en   jueces,   fiscales   y, especialmente, jurados de los tribunales de justicia.  La parte positiva del efecto CSI tiene que ver con el creciente interés de los jóvenes por los temas forenses y el incremento exponencial en el número matriculados en este tipo de cursos de especialización.

 

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).

ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO

El  ácido desoxirribonucleico  (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. 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.

El  ADN es un  polímero  de nucleótidos,  es decir,  un  polinucleótido. Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo  tren  formado  por  vagones.  En el ADN, cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue a un vagón (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases.

Las secuencias de ADN que constituyen la unidad fundamental,  física y funcional de la herencia se denominan genes. Cada gen contiene una parte que se transcribe a ARN y otra que se encarga de definir cuándo y dónde deben expresarse. La información contenida en los genes (genética) se emplea para generar ARN y  proteínas, que son los componentes básicos de las células, los "ladrillos" que se utilizan para la construcción de los orgánulos u organelos celulares, entre otras funciones.

Dentro de las células, el ADN está organizado en estructuras llamadas cromosomas que, durante el ciclo celular, se duplican antes de que la célula se divida. 

El material genético completo de una dotación cromosómica se denomina genoma y, con pequeñas variaciones, es característico de cada especie.

       Situación del ADN dentro de una célula.

COMPONENTES

ESTRUCTURA DE SOPORTE: La estructura de soporte de una hebra de ADN está formada por unidades alternas de grupos  fosfato  y  azúcar. El azúcar en el ADN es una pentosa, concretamente, la desoxirribosa.

Ácido fosfórico:

El  grupo   fosfato  (PO43-)  une  el  carbono  5'  del  azúcar  de  un  nucleósido  con  el 

carbono 3' del siguiente.Su fórmula química es H3PO4. Cada nucleótido puede contener uno (monofosfato: AMP),   dos   (difosfato:  ADP)   o   tres   (trifosfato:  ATP)   grupos   de   ácido   fosfórico, aunque como monómeros constituyentes de los ácidos nucleicos sólo aparecen en forma de nucleósidos monofosfato.

Desoxirribosa:

Es un monosacárido de 5 átomos de carbono (una pentosa) derivado de la ribosa, que forma parte de la estructura de nucleótidos del ADN. Su fórmula es C5H10O4. Una de las principales diferencias entre el  ADN y el  ARN es el  azúcar, pues en el ARN la 2-desoxirribosa  del ADN es reemplazada por una  pentosa  alternativa,   la ribosa. 

Bases nitrogenadas:

Las cuatro bases nitrogenadas mayoritarias que se encuentran en el  ADN  son la adenina (A), la citosina (C), la guanina (G) y la timina (T). Cada una de estas cuatro bases está unida al armazón de azúcar-fosfato a través del azúcar para formar el nucleótido   completo   (base-azúcar-fosfato).   Las   bases   son  compuestos heterocíclicos y  aromáticos con dos o más átomos de nitrógeno, y, dentro de las bases   mayoritarias,   se   clasifican   en   dos   grupos:   las  bases   púricas  o  purinas (adenina y guanina), derivadas de la purina y formadas por dos anillos unidos entre sí,  y  las  bases pirimidínicas  o  bases pirimídicas  o  pirimidinas  (citosina y timina), derivadas de la pirimidina y con un solo anillo

timina:

En el código genético se representa con la letra T. Es un derivado pirimidínico con un grupo oxo en las posiciones 2 y 4, y un grupo metil en la posición 5. Forma el nucleósido timidina (siempre desoxitimidina, ya que sólo aparece en el ADN) y el nucleótido timidilato o timidina monofosfato (dTMP). 

2, 4-dioxo, 5-metilpirimidina.

Citosina:

En el código genético se representa con la letra C. Es un derivado pirimidínico, con un grupo amino en posición 4 y un grupo oxo en posición 2. Forma el nucleósido citidina  (desoxicitidina  en   el  ADN)   y   el  nucleótido  citidilato  o   (desoxi)   citidina monofosfato (dCMP en el ADN, CMP en el ARN). 

 2-oxo, 4-aminopirimidina.

Adenina:

En el código genético se representa con la letra A. Es un derivado de la purina con un grupo amino en la posición 6. Forma el nucleósido adenosina (desoxiadenosina en el ADN) y el nucleótido  adenilato  o (desoxi)  adenosina monofosfato (dAMP, AMP). 

6-aminopurina.

Guanina:

En el código genético se representa con la letra  G. Es un derivado púrico con un grupo oxo en la posición 6 y un grupo amino en la posición 2. Forma el nucleósido (desoxi)  guanosina  y  el  nucleótido  guanilato  o   (desoxi)  guanosina  monofosfato (dGMP, GMP). 

6-oxo, 2-aminopurina.

TIPOS DE ADN EN LOS QUE SE ESTUDIAN LOS MARCADORES GENÉTICOS

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:

1. Es único para cada persona, excepto en el caso de los gemelos univitelinos.2. 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).

3. 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.

4. 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.

La   amelogenina   es   un   locus   localizado   en   una   región   homóloga   de   los  cromosomas sexuales. Existe una diferencia de 6 pares de bases entre el tamaño del alelo presente en el  cromosoma X y  el  Y,  que se  debe a una pequeña deleción en el  cromosoma X.  El resultado de la amplificación por PCR de este locus en un ADN femenino (XX) será de una 

única banda, mientras que si el ADN es masculino (XY), el resultado serán dos bandas de distinto tamaño.

No obstante, hay que tener en cuenta que, aunque ocurre con muy baja frecuencia, se ha detectado la existencia de deleciones en esta región del cromosoma Y, de tal forma que una muestra masculina podría asignarse erróneamente como femenina. En este caso, el análisis de marcadores específicos del cromosoma Y permitirían una correcta asignación del   sexo.   El   inconveniente   que   presenta   el   estudio   de   marcadores   concretos   del cromosoma Y, es que se heredan sin cambios significativos en una misma familia de padre a hijo, de modo que nos permiten identificar a un varón de la familia pero tendremos que estudiar otros marcadores para distinguir entre abuelo, padre, hijo, etc.

Después de una extracción de ADN en muestras que se encuentran en muy mal estado de conservación, se obtienen fragmentos de sólo 100-200 nucleótidos debido a su estado de degradación   (rotura),   con   el   agravante   de   que   muchas   veces   estas   muestras   van acompañadas   de  ADN   bacteriano.   Por   el   contrario   las   muestras   de   tejido   fresco proporcionan fragmentos de ADN de más de 10.000 nucleótidos.

Pero   existen   situaciones   en   las   que   es   recomendable   el   análisis   de   otros   tipos   de polimorfismos como son los polimorfismos de ADN mitocondrial y polimorfismos ligados al cromosoma Y.

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 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:

1. El   elevado   número  de   copias   por   célula   que   hace   alguna   de   ellas   resista   las condiciones adversas sin ser degradada.

2. 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.

Estas 2 características garantizan las estabilidad postmortal y una mayor resistencia que el nuclear.

Pero también tiene desventajas o puntos débiles como:

1. No es específico de cada persona, sino que se asocia a todas las personas que proceden de la misma madre, abuela materna, etc.

2. Sólo  es  útil   cuando se   trata  de hacer  estudios  por  vía  materna,  de modo que permite identificar a cualquier persona (hombre o mujer) frente a su madre, no frente a su padre.

3. Presenta   gran   dificultad   técnica   por   lo   que   restringe   su   uso   a   laboratorios especializados.

Este tipo de ADN se utiliza sobre todo en los casos siguientes:

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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 matrilinialmente para excluirlo.

Polimorfismos del cromosoma Y

El cromosoma Y sólo existe en varones y todos los individuos varones emparentados por línea   paterna   comparten   el   cromosoma   Y   (casi   en   su   totalidad)   pues   se   hereda directamente   de   padres   a   hijos   sin  mezclarse   con  ningún  material   procedente   de   la madre. Por tanto, sólo es posible identificar linajes paternos mediante el estudio de su cromosoma   Y,   mientras   que   no   es   posible   identificar   individuos.   Respecto   a   los polimorfismos del cromosoma Y se analizan microsatélites (STRs).

Los principales problemas derivan de las características hereditarias del cromosoma Y:

1. No es único de cada persona, sino que es común para todos los pertenecientes a un linaje paterno común.

2. Sólo se puede aplicar a los hombres de modo que en un estudio de paternidad, como por ejemplo, no sirve para determinar si un hombre es padre de una mujer.

3. Existen varios casos especiales en los cuales el análisis de los polimorfismos del cromosoma Y son de gran utilidad:

4. Casos de paternidad:5. Casos de paternidad en los que no se dispone de material biológico de la madre. 

Nos bastará con disponer de la muestra del padre y compararla con la del presunto hijo para comprobar si ambas presentan idénticos polimorfismos Y.

6. En casos complejos en los que falta el padre, pero tenemos por ejemplo al abuelo.7. Casos de mezclas en agresiones sexuales:8. Agresiones en las que el semen del sospechoso varón se encuentra mezclado con 

células de una víctima mujer: los polimorfismos del cromosoma Y son detectados de forma más sensible en el ADN de un individuo a pesar de que éste se encuentre inmerso en una gran cantidad de ADN femenino. Con marcadores nucleares esto no ocurre pues se detecta antes el material femenino sobre todo si la cantidad de células   epiteliales   femeninas   es  muy   superior   al   número  de   espermatozoides. Además, el uso de polimorfismos de ADN del cromosoma Y nos permite incluir o excluir a un sospechoso cómodamente.

9. Delitos   en   los   que   el   agresor   es   un   individuo  azoospérmico:   los   individuos azoospérmicos   tienen   ausencia   de   espermatozoides   en   el   eyaculado.   Los espermatozoides son la mayor fuente de ADN en las muestras de semen, por lo que un individuo azoospérmico tiene mucho menos ADN seminal para el análisis. La cantidad de ADN por mililitro (mL) en el eyaculado de un individuo espérmico es aproximadamente de 450 microgramos (μgr) en los espermatozoides y de 30 μgr en los leucocitos y células epiteliales.

Por ello, en un individuo azoospérmico, el contenido de ADN es aproximadamente de sólo el 6.3% del contenido en un individuo espérmico. Por las mismas razones que en el caso anterior,  es  posible   la  detección de  ADN de  las  células  epiteliales  y   los  leucocitos  en eyaculados de individuos vasectomizados aunque se encuentre mezclado con ADN de la víctima.

1. Agresiones sexuales múltiples: el uso de los microsatélites del cromosoma Y en estos casos permite determinar el número mínimo de agresores.

2. Otros  tipos  de mezclas:  En mezclas  de  sangre-sangre,  o  de  sangre-saliva,  o  de sangre-pelos, el cromosoma Y es una herramienta de trabajo que puede aportar valiosa información.

3. Como herramienta de «screening»:4. En casos de agresión sexual:   los  polimorfismos Y pueden servir  para relacionar 

rápidamente estos casos (bases de datos) y excluir sospechosos de manera rápida antes de profundizar en marcadores autosómicos.

5. En grandes  catástrofes:  Cuando en una catástrofe  aparece un gran número de cadáveres puede ser interesante clasificarlos según sus polimorfismos Y para poder discriminar   qué   cadáveres   tendremos   que   cotejar   con   cada   familia   antes   de realizar los estudios de ADN nuclear autosómico. Esto resulta muy útil cuando, por ejemplo,   los familiares  vivos que se usan como muestras  de referencia  son  los hermanos de las víctimas.

Para terminar este apartado diremos que tanto el ADNmt como los polimorfismos del cromosoma Y tienen mucho menos poder de discriminación que el ADN nuclear autosómico utilizado habitualmente. Ninguno de estos tipos de ADN identifica individuos, sino líneas familiares maternas y paternas.

6. Técnicas para analizar los polimorfismos del ADN extraído7. En un principio la manera de estudiar dichos marcadores se hizo por medio de la 

técnica llamada hibridación con sondas o Southern blot.8. El tipo de sondas que se utilizan en esta técnica pueden ser de dos tipos:9. Sondas Uni-locus (SLP): La técnica permite detectar loci minisatélites únicos. son 

específicas para una región de un determinado cromosoma. Se unen a secuencias largas de nucleótidos y presentan mayor variabilidad que las sondas multi-locus. Como   resultado   se   observan   una   o   dos   bandas   por   individuo,   según   sea homocigoto  o  heterocigoto.  El  patrón de bandas obtenido con estas  sondas se denomina perfil unilocus de ADN o “DNA profiling”. Se utiliza principalmente en investigaciones   de   paternidad   porque   identifica   loci   minisatélites   muy informativos.

10. Sondas Multi-locus (MLP): permiten identificar simultáneamente muchas regiones hipervariables. Son sondas de 10 a 15 nucleótidos que se repiten múltiples veces y tras  el   revelado   se  observan  de  10  a  20  bandas  por  persona.  Este  patrón  de múltiples bandas es característico de cada individuo, constituye algo así como su “huella  dactilar  de ADN” y  se  conoce como huella  genética  multilocus  o “DNA fingerprint”.

Las sondas multi y uni-locus presentan una serie de ventajas e inconvenientes según:

Información   aportada:   las   sondas   multi-locus   tienen   una   mayor   capacidad discriminativa al aparecer múltiples bandas. No obstante,   las uni-locus son más 

específicas ya que el fragmento de ADN con el que hibridan es de mayor tamaño. Por consiguiente, para analizar 7 o 8 loci, se deberían utilizar 7 o 8 sondas uni-locus, mientras que con una sola sonda multi-locus podría hibridar de un solo paso esas 7 o 8 regiones hipervariables.

Cantidad   y   calidad   del   ADN:   cuando   se   usan   sondas   multi-locus   se   requiere aproximadamente un microgramo de ADN sin degradar mientras que en el caso de las uni-locus se necesita menos de 100 mg y este ADN no necesariamente debe estar  en perfecto estado,  siempre y  cuando el   fragmento complementario  a   la sonda esté intacto.

Especificidad entre especies: las sondas multi-locus permiten su uso sobre el ADN humano   y   de   cientos   de   animales   superiores,  mientras   que   las   uni-locus   son exclusivas de ADN humano.

Aunque las SLP han sido y son bastante útiles en estudios de paternidad no puede decirse lo mismo de su aplicación a la Criminalística ya que presenta una serie de inconvenientes como son:

La cantidad de ADN que se necesita está entre 20 y 100 mg, cantidad difícil de conseguir en casos de criminalística en los que los indicios biológicos encontrados son mínimos.

En cuanto a la calidad del ADN, es muy difícil encontrar en buen estado toda la cantidad de ADN que se necesita para un análisis con sondas mono-locus.

El tiempo requerido para este tipo de análisis es de dos o tres días, debido a la necesidad de tener que utilizar más de una SLP.

El hecho de que se requieran cantidades elevadas de ADN hace que normalmente, con el primer análisis se consume la totalidad de la muestra, con lo que se dificulta un contraste de pruebas o una posterior revisión del caso.

Todas estas limitaciones se superaron tras la aparición de una técnica muy útil, la reacción en cadena de la polimerasa (PCR: Polymerase Chain Reaction).

GEN

Un gen es una secuencia ordenada de nucleótidos en la molécula de ADN (o ARN, en el caso de algunos virus) que contiene la información necesaria para la síntesis de una macromolécula con función celular específica, habitualmente proteínas pero también ARNm, ARNr y ARNt.

Esta función puede estar vinculada con el desarrollo o funcionamiento de una función fisiológica. El gen es considerado la unidad de almacenamiento de información genética y unidad de la herencia, pues transmite esa información a la descendencia. Los genes se disponen, pues, a lo largo de ambas cromátidas de los cromosomas y ocupan, en el cromosoma, una posición determinada llamada locus. 

El conjunto de genes de una especie, y por tanto de los cromosomas que los componen, se denomina genoma. Los genes están localizados en los cromosomas en el núcleo celular.

TIPOS DE GENES

Formas faciales: PRDM16, PAX3, TP63, C5orf50 y COL17A1.

LA CIENCIA FORENSE

La palabra forense proviene del latin forensis, "perteneciente o relativo al foro".

Las Ciencias Forenses son todas aquellas ciencias (Derecho, Medicina, Psicología, Biología, Química, Ingeniería, etc.) o especialidades científicas cuyos principios, métodos, y técnicas se aplican a la Justicia, en cualquiera de sus aspectos, buscando el bien de la sociedad y la seguridad de los ciudadanos y el estado.

Es la aplicación de prácticas científicas dentro del proceso legal. 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.

Las Ciencias Forenses son un campo de la ciencia dedicada a la recopilación metódica y el análisis  de   las   pruebas   para   establecer   los   hechos   que   se   pueden   presentar   en   un procedimiento legal.

Las ciencias forenses las definimos como el conjunto de disciplinas cuyo objeto común es el   de   la  materialización  de   la  prueba  a   efectos   judiciales  mediante  una  metodología científica.   Cualquier   ciencia   se   convierte   en   forense   en   el   momento   que   sirve   al procedimiento judicial 

Estas disciplinas contribuyen a la procuración y administración de la justicia por medio de la   identificación,   ubicación,   fijación,   levantamiento,   embalaje,   etiquetado,   traslado, estudio y análisis del “material sensible significativo” hallado en el lugar de los hechos, relacionado o no con el hecho que se investiga, cumpliendo puntualmente con la cadena de custodia, sea en averiguaciones previas o en juicios de carácter penal o civil. En materia de   prevención   de   accidentes   o   de   delitos,   la   Ciencia   Forense   puede   ir   más   allá   al 

fundamentar   la   propuesta   de   medidas   de   prevención   en   los   resultados   de   las investigaciones. Simonin resume que la ciencia forense es el estudio de la aplicación de la ciencia a los fines del derecho. 

La Ciencia Forense no se circunscribe al  estudio de la muerte o de la violencia que  la produjo, sino que bajo el método científico y los avances tecnológicos de las disciplinas investiga todo el material sensible significativo que rodea a los hechos en la comisión de delitos o desarrollo de accidentes, con la finalidad de articular indicios y autores, y aportar pruebas definidas que   pudieran relacionarse con el hecho que se investiga. Lo anterior permite   demostrar   la   existencia   o   no   de   hechos   delictivos   ante   la   autoridad correspondiente   ─Agente   del  Ministerio   Público,   Fiscal   del   Sistema   de   Justicia   Penal Acusatorio  o   Juez  de   Control─  para  fincar   responsabilidades   al   presunto  o  presuntos responsables. Con base en lo anterior, el ámbito de competencia del licenciado en Ciencia Forense se circunscribe a la investigación del ilícito para que la autoridad correspondiente lo califique como un acto delictivo o no delictivo. Éste en referencia a la conducta de un individuo   que   afecta   a   la   sociedad,   en   contra   de   las   normas   protectoras   de   la   paz, convivencia y seguridad jurídica; porque implica un daño o porque pone en peligro la vida, la integridad corporal o las posesiones de los individuos o de la sociedad. Se prevee que el egresado de la licenciatura que se propone sea un investigador profesional y científico que coadyuve   a   la   impartición   de   justicia   y   al   combate   de   la   impunidad   en   la   sociedad mexicana,  con una visión integral del  trabajo que desarrolla   la autoridad judicial  en el contexto de la Ciencia Forense.

                   

Identificación de Evidencia de ADN Existen pocas células  suficientes  para obtener ADN útil  por  lo   tanto se debe ser  muy cuidadoso en su recolección. Es importante recordar que el hecho de no poder ver las manchas no significa que no sean suficientes para un análisis. Dichas muestras pueden colocar a un individuo en la escena del crimen, en una casa, o en un cuarto en el que el sospechoso declaró no haber estado; puede refutar una declaración de auto-defensa y poner un arma en la mano del sospechoso; puede dar infinidad de pistas clave para la resolución de un caso. 

La   siguiente   es   una   tabla   de   identificación   de   ítems   donde   se   encuentra   evidencia comúnmente, su posible ubicación y la fuente biológica conteniendo las células. Evidencia Posible   Ubicación   de   la 

EvidenciaFuente de ADN

Bate   de   baseball   o   arma similar

En el extremo del mango Transpiración;   piel;   sangre; tejido.

Sombrero; máscara En el interior Transpiración; pelo; caspa.Anteojos Partes de nariz u orejas; lente Transpiración; pielTejido facial; algodón superficie Mucosidad;   sangre; 

transpiración;   semen;   cera del oído.

Ropa sucia superficie Sangre; transpiración; semenEscarbadientes puntas SalivaCigarrillo fumado Colilla de cigarrillo SalivaEstampilla o sobre Área lamida SalivaCinta; ligadura Por dentro/fuera Piel; transpiraciónBotella; lata; o vidrio Lados; boca Saliva; transpiraciónPreservativo usado Superficie interna y externa Semen;   células   vaginales   o 

rectalesSábana,   frazada   o   cubre almohada

superficie Transpiración;   pelo;   semen; orina; saliva

Balas superficie Sangre, tejidoMarca de mordedura Piel de una persona o ropa SalivaUñas, o fragmentos de uñas raspaduras Sangre; transpiración; tejido

INDIVIDUALIZACIÓN DE LAS MUESTRAS BIOLÓGICAS

En   una   primera   fase   se   deberá   aislar   la   molécula   completa,   posteriormente   sólo estudiaremos ciertas regiones de ella, concretamente las zonas más polimórficas.

La analítica de ADN se realiza en cuatro fases:

Extracción de ADN:  consiste   en   separar   la   molécula   de   ADN   del   resto   de componentes celulares.  La duración de este proceso depende del tipo de resto biológico que se analice,  por ejemplo en  las muestras  de sangre o de saliva el proceso de extracción es más rápido que a partir  de un resto óseo o dentario donde el ADN es menos accesible.

Cuantificación de ADN: se realiza para saber qué cantidad de ADN se ha logrado aislar y en qué estado se encuentra (completo o roto).

Amplificación de ADN: consiste en copiar muchas veces el fragmento concreto de ADN que queremos estudiar para obtener una cantidad adecuada que nos permita su detección, esto se lleva a cabo por PCR.

Detección del producto amplificado o tipaje: esta es la fase final del análisis y nos permite caracterizar y clasificar los fragmentos de ADN estudiados en cada muestra para diferenciar unas de otras.

CRIMINALÍSTICA

Desde   siempre   el   delito   ha   venido   acompañado   de   la   necesidad   de   investigarlo,   de aclararlo,  de  buscar  y  de  castigar  al   culpable.   Se  puede  definir   criminalística  como  la ciencia aplicada que estudia científicamente los indicios y las evidencias con el objeto de convertirlos en pruebas para permitir la identificación de las víctimas y de los delincuentes y esclarecer las circunstancias de un presunto delito.

Muestras dubitadas e indubitadas

Las muestras con las que se trabaja en criminalística se pueden clasificar en dos tipos:

Muestras dubitadas o evidencias:  son   restos   biológicos   de   procedencia desconocida, es decir, no se sabe a quién pertenecen (por ejemplo las muestras recogidas en la escena del delito o de un cadáver sin identificar).

Los tipos de muestras dubitadas más frecuentemente analizadas por técnicas genético moleculares son: sangre (habitualmente en forma de mancha), semen (lavados vaginales o manchas sobre prendas de la víctima), saliva (colillas de cigarrillo, chicles, sobres y sellos), pelos,   uñas,   tejidos   blandos,   restos   óseos   y   dentarios   (estos   últimos   relacionados fundamentalmente con la identificación de cadáveres).

Muestras indubitadas o de referencia: son   restos   biológicos   de   procedencia conocida, es decir, se sabe a quién pertenecen (por ejemplo la sangre tomada de un cadáver identificado, o las muestras tomadas a familiares de un desaparecido). El tipo de muestras indubitadas más habituales son sangre y saliva (frotis bucal).

Para la genética forense, son de interés los denominados indicios biológicos que son los que   contiene  ADN,   y   por   ello   se  definen   como   “toda   sustancia   líquida   o   sólida   que provenga directamente del cuerpo humano o que haya estado en contacto con el mismo, y en cuya superficie o interior pueda haber restos de células”.

Algunos ejemplos de indicios biológicos obtenidos en la escena del crimen son: sangre, semen, pelos, saliva, tejidos blandos, huesos y dientes, orinas, heces, sudor, etc. En cuanto a los indicios no biológicos, algunos ejemplos son: fibras y tejidos,  restos de pólvora y material de disparos, restos de tierra, semillas, plantas y hierbas, tinta pintura, madera, material de engrase, etc.

Análisis de muestras biológicas

Sangre:  se  puede encontrar  bien en estado  líquido o en forma de mancha.  La sangre   líquida   bien   conservada   no   ofrece   ningún   tipo   de   problema,   pero   es frecuente   que   al   laboratorio   llegue   sangre   putrefacta   bien   porque   se   ha estropeado durante el transporte o bien porque pertenece a un cadáver en el cual se ha iniciado la descomposición. Para evitar el primer problema es conveniente realizar una mancha sobre una gasa antes de proceder al transporte de la muestra y para el segundo hay que tratar de buscar otra muestra para el análisis, bien sea un tejido blando, uñas, o un resto óseo, dependiendo del estado de conservación del   cuerpo.  Por   el   contrario,   la   sangre  en   forma  de  mancha   se   conserva  más fácilmente y puede analizarse tras varios años si las condiciones de secado fueron adecuadas. Quizás las manchas sobre cueros, maderas tratadas, restos vegetales y tierras sean de las más críticas pues estos materiales tienen diferentes grados de absorción y en ellos se encuentran presentes gran cantidad de inhibidores de la PCR   como   los   taninos,   que   impiden   que   la   reacción   funcione.   Para   detectar muestras de sangre en la escena de una agresión, se utilizan una serie de métodos como:   colorimetría   (detección   mediante   oxidasas),   cristalografía, quimioluminiscencia (mediante luminol), inmunocromatografía, etc.

Saliva:  estas  muestras  no   suelen  presentar  problemas  en   la  analítica  de  ADN. Suelen llegar al laboratorio en forma de mancha, sobre filtros de cigarrillo, sellos, chicles o prendas o bien en otros soportes como vasos, botellas o huesos de fruta. Se detectan mediante alfa-amilasa.

Esperma: se recoge en los casos de agresiones sexuales. El principal problema es que además de los espermatozoides del agresor se suele encontrar las células del epitelio vaginal de la víctima. Por ello, a la hora de analizar estas muestras aparece una mezcla de perfiles genéticos, pero como el perfil genético de la víctima si lo conocemos podemos determinar cuál es el del agresor.

Pelos:  estas  muestras   requieren   un   análisis  microscópico   previo   a   la   analítica molecular   con  el  fin  de  determinar  el  tipo de  análisis  que  es  posible  en  ellos 

(estudios de ADN nuclear o de ADN mitocondrial) además de otras características importantes. 

Con el análisis microscópico se determinan, entre otros, los siguientes puntos:

- Si se trata de pelos de origen animal o humano.

- Si se trata de pelos completos (con bulbo) o de fragmentos de pelos (sin bulbo). En el caso de fragmentos de pelos los estudios a realizar son los de ADN mitocondrial como veremos en el siguiente apartado. En el caso de los pelos con bulbo se puede determinar en qué fase vital se encuentra éste. En los pelos con bulbo telogénico (en fase de caída) se suele realizar análisis de ADN mitocondrial y en los pelos con raíz anagénica (en fase de crecimiento) se puede realizar un análisis de ADN nuclear.

Tejidos: las muestras suelen estar relacionadas sobre todo con la identificación de cadáveres en los que han comenzado los procesos de putrefacción. Los mejores resultados se obtienen con músculo esquelético tomado de las zonas que se estén más preservadas de la putrefacción.

Huesos y dientes: estas muestras se obtienen de los cadáveres ya esqueletizados y son las más problemáticas en cuanto a identificación genética. Los huesos largos (fémur o húmero) y los molares (muelas) son las muestras que ofrecen mejores resultados. La extracción de ADN a partir de este tipo de restos es más larga y costosa que en los casos anteriores.

Exclusión e inclusión

Una vez que se ha estudiado todo lo anterior y se han obtenidos los resultados de ADN de  las  muestras  y  se  tienen supuestos  sospechosos,  hay  que decidir   si  el sospechoso es el verdadero autor del crimen o sin embargo se ha inculpado a la persona equivocada. Para ello se definen dos conceptos: Exclusión e inclusión.

En las muestras tomadas del supuesto criminal como en las muestras recogidas en la escena del crimen se han analizado una serie de loci polimórficos, los mismos en los dos casos:

Si   al   analizar   los   loci   de   ambos,   tanto   en   la   muestra   problema   como   en   el sospechoso aparecen los mimos alelos, se habla de inclusión, pero esta inclusión nunca   es   del   100%   ya   que   se   está   trabajando   con   probabilidades.   Estas probabilidades hacen referencia a las frecuencias de los alelos en la población. Así, para obtener este valor hay que multiplicar la frecuencia de que los dos alelos del locus 1 se den en la población, por la frecuencia de que los alelos del locus 2 se encuentren   en   la   población,   y   así   sucesivamente   hasta   multiplicar   todas   las frecuencias  de  los  loci  polimórficos analizados.  Este valor  será un número muy pequeño,  por   lo   que   para   dar   el   resultado  final   se   hace  una   conversión.   Por convenio,   está   establecido   que   si   tras   hacer   la   conversión   se   obtiene   una 

probabilidad del 99.73% y todos los alelos de todos los loci coinciden, se estará en lo cierto con una probabilidad altísima si se inculpa al presunto sospechoso como verdadero sospechoso.

Si  por  el   contrario,  al  analizar   los   loci  de ambos,  hay algún  alelo  en el  que  la muestra problema y sospechoso no coinciden, aunque sólo sea uno, se habla de exclusión, y en este caso sí es del 100%, es decir, que se tiene certeza absoluta cuando se rechaza al supuesto sospechoso como verdadero autor y por tanto hay que seguir buscando al verdadero sospechoso.

Análisis de polimorfismos de ADN mediante PCR El  análisis  de polimorfismos de ADN mediante la reacción en cadena de  la polimerasa (PCR) solucionó muchos problemas y actualmente la mayoría de los vestigios biológicos de interés criminal se analizan utilizando esta técnica. La PCR es una técnica de amplificación in vitro de pequeños segmentos de ADN con la que a   partir   de   una   cadena  única   se   pueden  hacer  millones  de   copias,   de  modo  que  el producto amplificado puede ser fácilmente analizado, incluso sin recurrir al uso de sondas. Básicamente la PCR consiste en una serie de ciclos que se realizan automáticamente en un termociclador   (baño   termostático  que  proporciona   temperaturas  muy   exactas   a   gran velocidad).   Cada   ciclo   consta   de   tres   etapas:   desnaturalización,   acoplamiento (“annealing”) de los cebadores(“primers”)  y extensión, esto es creación de una cadena complementaria de ADN con una polimerasa termoestable (Taq polimerasa). 

ANEXOS

¿Para qué sirve el 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:(1) La identificación de vestigios biológicos de interés en la investigación criminal de muy diversos delitos.(2) La identificación de restos humanos y personas desaparecidas.(3) La investigación biológica de la paternidad y otras relaciones de parentesco.

 ¿Qué es un 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 Tándem 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 tándem "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.

 ¿Cuántas clases de ADN se utilizan en el ámbito forense?

Además de este ADN autosómico heredado al 50% de nuestros progenitores, otros dos tipos de ADN humano tienen gran interés en las investigaciones forenses.

El   ADN   mitocondrial   (mtADN)   es   un   pequeño   genoma   localizado   dentro   de   las mitocondrias que es heredado por vía materna. Todos los miembros de un mismo grupo familiar  que compartan esta   línea tendrán el  mismo mtADN. Dado que  la  variabilidad genética de su secuencia es menor que la del genoma nuclear, el perfil genético que se obtiene presenta un poder discriminación mucho más limitado.  

Por otro lado, su mayor ventaja es que se encuentra en un gran número de copias en cada célula (hay entre 100 y 1000 copias de mtADN por una de genoma nuclear) y, por tanto, se puede detectar en muchos casos en los que no es posible la obtención de ADN nuclear (p.ej: tallos de pelos, restos óseos antiguos,...).

El estudio del ADN del cromosoma Y, implica que todos los miembros varones de un grupo familiar que compartan la  línea paterna tienen el mismo holotipo de cromosoma Y. El análisis de sus regiones STR (Y-STR) permite obtener un patrón genético específico del varón, lo que resulta muy útil en la identificación genética de restos de semen y otros fluidos biológicos en los casos de agresiones sexuales a mujeres.

 ¿Cuáles son los pasos del análisis y las técnicas moleculares empleadas?

Tras la recogida de las muestras y el envío al laboratorio, los genetistas forenses proceden a la obtención de los perfiles genéticos de las muestras debitadas (sangre, semen, saliva, orina, pelos, tejidos, restos celulares en objetos usados o tocados) y las muestras de referencia (normalmente una toma bucal mediante hisopo o una muestra de sangre) utilizando los siguientes procedimientos:Extracción y purificación del ADN.Cuantificación del ADN humano obtenido para asegurar así la obtención de perfiles de alta calidad y reproducibilidad. Amplificación y marcaje fluorescente de las regiones variables de ADN de interés (STR, mtDNA, Y-STR) utilizando la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Separación por electroforesis y detección de los segmentos de ADN marcados generados mediante PCR.Comparación de los perfiles genéticos obtenidos e interpretación de los resultados

 ¿Qué son las 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,...).

¿Qué fiabilidad tiene una prueba de ADN?

En la tabla se recoge la probabilidad de coincidencia al azar promedio (Random Match probability) entre individuos no relacionados genéticamente dependiendo del tipo de ADN estudiado.

 Obviamente, cuanto más baja es la probabilidad de encontrar otro perfil igual entre individuos no relacionados genéticamente, mayor es el poder de discriminación. Recuérdese que tanto mtADN como Cromosoma Y permiten diferenciar realmente linajes maternos y paternos, respectivamente.

 ¿Quién realiza la prueba en nuestro país?

En   España  existen   en   la   actualidad   alrededor   de   20   laboratorios   acreditados   para   la realización de análisis de ADN en el ámbito judicial. La mayoría son laboratorios públicos pertenecientes a diversas  instituciones del ámbito estatal (Comisaría general de Policía Científica, Servicio de Criminalística de la Guardia Civil, Instituto Nacional de Toxicología y Ciencias Forenses) o autonómico (Unidad de Policía Científica de la Ertzaintza y División de Policía Científica de los Mossos de Esquadra).

Todos   estos   laboratorios   contribuyen   mandando   sus   resultados   a   la   Base   de   Datos Nacional de Perfiles de ADN, en la que en la actualidad hay alrededor de 200.000 perfiles genéticos   registrados,   y   se  utiliza  el   sistema   informático  CODIS  del  Departamento  de Justicia de EEUU.

 

 Figura. Perfil genético de 15 marcadores STR Autosómicos y el marcador de sexo Amelogenina (AMG).

BIBLIOGRAFIA

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http://www.unicauca.edu.co/biotecnologia/ediciones/vol2/Art27.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Gen%C3%A9tica_Forense

http://cdigital.udem.edu.co/TESIS/CD-ROM26512007/08.Capitulo3.pdf

http://www.definicionabc.com/ciencia/adn.php#ixzz2BTuU6pzU

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http://guzmancarlosalberto.blogspot.com/2011/06/el-adn-en-su-aplicacion-forense.html

http://www.bimodi.com/blog/pruebas-de-adn-en-la-medicina-forense