La huella genética , o huella dactilar del ADN , es un sistema de métodos científicos para la identificación biológica de individuos ( organismos ) basados en la singularidad de la secuencia de nucleótidos del ADN de cada ser vivo, una especie de " huella genética " que permanece individual e inalterable a lo largo de la vida. vida de un individuo (organismo) [1] [ 2] .
El método fue descubierto el 10 de septiembre de 1984 por el genetista británico Alec Jeffreys [1] . Se utiliza en todo el mundo principalmente en ciencia forense cuando se realizan exámenes forenses para resolver una variedad de delitos, así como para establecer parentesco y resolver muchos otros problemas relacionados con la identificación personal [3] .
Hoy en día, la toma de huellas dactilares del ADN se lleva a cabo incluso en laboratorios portátiles, y decenas de empresas en el mundo producen equipos para la identificación genómica de una persona [4] .
El método de identificación de ADN de una persona (individuo u organismo ), por analogía con el método de identificación de huellas dactilares , como muchos otros grandes descubrimientos, nació por casualidad, como un subproducto de otro estudio [1] [5] .
El 10 de septiembre de 1984, el genetista británico Alec Jeffries , en el proceso de estudio de uno de los nuevos métodos para rastrear anomalías genéticas en el ADN cromosómico en el laboratorio de la Universidad de Leicester , examinó rayos X de ADN y de repente descubrió que las cadenas de ADN de diferentes personas tienen secuencias de nucleótidos únicas .
Mientras analizaba el ADN que codifica la mioglobina , el científico encontró en el gel (es decir, en la matriz de gelatina, donde los fragmentos de ADN se mueven en un campo eléctrico a una velocidad que depende de su tamaño) una gran cantidad de minisatélites . Parecía extraño, aunque la mayoría de los genes contienen fragmentos de ADN "basura" que no se tienen en cuenta cuando se lee el ARN, el portador de la información genética desde el ADN hasta el sitio de síntesis de proteínas. En un examen más detenido, se dio cuenta de que las muestras de ADN de diferentes personas contienen secuencias de minisatélites muy diferentes entre sí. Jeffries entendió de inmediato lo que eso significaba. Las secuencias de ADN de una persona en particular conforman su perfil de ADN o "pasaporte genético", que puede utilizarse para la identificación inequívoca de un individuo. Las secciones de ADN que descubrió nunca se repiten [6] .
Tan pronto como Jeffreys publicó los resultados de su estudio, los científicos del Ministerio del Interior del Reino Unido lo contactaron de inmediato : en el descubrimiento vieron una forma confiable de verificar si los inmigrantes que afirman ser parientes cercanos de un ciudadano británico están diciendo la verdad [6] .
El primer caso penal en el que se utilizaron pruebas genéticas fue el caso de la violación y asesinato de dos niñas en noviembre de 1983 y julio de 1986. El nuevo método primero ayudó a establecer la inocencia del arrestado Richard Buckland y luego a exponer al verdadero asesino: Colin Pitchfork [6] .
Este descubrimiento, por supuesto, primero comenzó a usarse en la ciencia forense durante los exámenes médicos forenses para probar la participación o, por el contrario, la no participación de los sospechosos en los delitos de los que fueron acusados. A la toma de huellas dactilares tradicional , que determina la identidad de una persona a través de las huellas dactilares, se agregó la toma de huellas dactilares genética ( genómica ), es decir, determinar la personalidad mediante:
es decir, para cualquier objeto biológico de muy pequeña cantidad. De hecho, en cualquier biomaterial humano hay ADN. Y, como estableció Alec Jeffreys, las personas pueden ser identificadas por sus características [3] . Las investigaciones penales han comenzado a comparar el ADN de los sospechosos con el ADN obtenido de cabello, fluidos corporales y muestras de piel encontradas en la escena del crimen.
Más tarde, la técnica de la toma de huellas dactilares del ADN, descubierta por Alec Jeffreys, comenzó a utilizarse en todas partes para establecer el parentesco y resolver muchas otras tareas relacionadas con la identificación personal.
Actualmente, la tipificación del ADN es una de las técnicas biotecnológicas más potentes y ampliamente utilizadas. Se utiliza para detectar las más mínimas diferencias en la composición de las muestras de ADN, incluida la determinación de la compatibilidad de un donante y un receptor durante el trasplante de órganos y tejidos , para identificar microorganismos específicos , para rastrear los genes necesarios en el proceso de fitomejoramiento , para establecer paternidad , para identificar restos humanos (por ejemplo, para establecer personalidades de soldados muertos desconocidos o víctimas de desastres), regulación de la reproducción animal en zoológicos, diagnóstico rápido con un alto grado de precisión de enfermedades como la infección por VIH y clamidia , identificación de genes que determinan la predisposición de un individuo a diversas formas de cáncer y otras enfermedades [2] .
Solo en 2008 (es decir, en el plazo de un año), se resolvieron 17.614 delitos en todo el mundo utilizando este sistema de identificación por ADN, incluidos 83 asesinatos y 184 violaciones [5] .
A pesar de que el 99,9% de las secuencias de ADN humano son idénticas en composición, el ADN de diferentes personas es bastante individual [7] . El perfil de ADN analiza el número de elementos repetidos en una región seleccionada del genoma. El elemento repetitivo se llama repetición en tándem y su número es variable. Cuantas más secciones del genoma (o loci ) se analicen al compilar un perfil de ADN, mayor será la precisión de la identificación de la personalidad. Actualmente, el número de loci para compilar un perfil de ADN alcanza los 16 o más [8] .
La compilación del perfil de ADN de una persona (perfil de ADN) no debe confundirse con la decodificación completa de su genoma .
El proceso de creación de perfiles de ADN comienza con la preparación de una muestra de ADN de un individuo (comúnmente conocida como "muestra de control"). El método más preferido para obtener una muestra de referencia es el uso de un hisopo bucal (mejilla), ya que este método reduce la probabilidad de contaminación. Si esto no es posible (por ejemplo, si dicho procedimiento requiere una orden judicial, que no está disponible), se pueden usar otros métodos para recolectar muestras de sangre, saliva, semen u otros fluidos o tejidos adecuados de artículos personales (por ejemplo, ejemplo, de un cepillo de dientes, una maquinilla de afeitar, etc.). Se pueden utilizar muestras de instalaciones de almacenamiento (p. ej., banco de esperma o almacenamiento de biopsias de tejido ). Las muestras obtenidas de sangre de parientes biológicos pueden servir como indicador del perfil de un individuo, al igual que los restos humanos que hayan sido perfilados previamente.
Luego, la muestra de control se analiza para crear un perfil de ADN del individuo utilizando uno de los métodos que se describen a continuación. Una vez analizado, el perfil de ADN se puede comparar con otra muestra para determinar si existe una similitud genética.
Al mismo tiempo, la comparación de muestras de ADN, especialmente en investigaciones criminales, puede no ser lo suficientemente objetiva, especialmente cuando los expertos reciben información adicional sobre los sospechosos. [9] [10]
Los primeros métodos de análisis genético utilizados para el perfilado de ADN fueron el reconocimiento de endonucleasas de restricción , seguido por el análisis de transferencia Southern . Aunque el polimorfismo puede ocurrir en las posiciones de escisión de las endonucleasas de restricción , las enzimas y las sondas de ADN se usan más comúnmente para analizar los loci repetidos en tándem. Sin embargo, la transferencia de Southern requiere mucho trabajo y requiere una gran cantidad de muestras de ADN. Además, la técnica original de Karl Brown de ver muchos loci de minisatélites aumenta simultáneamente la variabilidad observada, lo que dificulta la distinción entre alelos individuales y, por lo tanto, descarta este método para las pruebas de paternidad. Estos primeros métodos han sido reemplazados por métodos de PCR.
Con la invención de la técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR), el perfilado de ADN ha dado un gran paso adelante tanto en términos de resolución como de capacidad para recuperar información de muestras muy pequeñas (o degradadas). La PCR permite la amplificación múltiple de una sección de ADN utilizando cebadores de oligonucleótidos y polimerasas de ADN termoestables . Los primeros métodos de análisis, como el dot blotting , fueron muy populares debido a su sencillez y la rapidez con la que se podían obtener resultados. Sin embargo, no tenían la misma resolución que el método RFLP. Además, ha sido difícil determinar los perfiles de ADN para una mezcla de muestras, como un hisopo vaginal de víctimas de agresión sexual.
Afortunadamente, el método PCR se ha adaptado fácilmente para el análisis de loci repetidos en tándem. En los EE. UU., el FBI ha estandarizado un conjunto de 13 repeticiones en tándem para el perfil de ADN y también ha establecido una base de datos de ADN combinado, el Sistema de índice de ADN combinado (CODIS), para la identificación forense en casos penales. Se han creado análisis y bases de datos similares en otros países. Además, se han desarrollado kits de herramientas que permiten el análisis de polimorfismos de un solo nucleótido (SNP).
El método de perfilado de ADN que se utiliza actualmente se basa en el método PCR y utiliza repeticiones cortas en tándem (SRT). Este método analiza regiones altamente polimórficas que tienen secuencias de ADN cortas y repetitivas (la más común es la repetición de 4 bases, pero también se encuentran otras longitudes de repetición, incluidas las de 3 y 5 pares de bases). Debido a que diferentes personas tienen diferentes números de repeticiones, estas regiones de ADN se pueden usar para distinguir entre individuos. Se seleccionan cebadores de oligonucleótidos específicos para las regiones del genoma que contienen CTP , luego los fragmentos de ADN correspondientes se amplifican mediante PCR. Luego, estos fragmentos de ADN se separan y reconocen mediante electroforesis . Hay dos métodos comunes de separación y reconocimiento: electroforesis capilar (CE) y electroforesis en gel.
Para muestras biológicas altamente degradadas, a veces no es posible obtener suficiente ADN nuclear. En tales situaciones, se analiza el ADN mitocondrial (ADNmt), ya que hay muchas copias de ADNmt en la célula, mientras que no puede haber más de 1-2 copias de ADN nuclear . El análisis mitocondrial es un complemento útil en la identificación de casos tales como personas desaparecidas donde solo hay parientes relacionados por vía materna. El ADN mitocondrial se puede obtener a partir de biomateriales como el cabello (con raíces), huesos viejos o dientes.
Este método, en particular, se utilizó para establecer el hecho de que una de las impostoras más famosas del mundo, Anna Anderson , no era de hecho la gran duquesa rusa Anastasia Nikolaevna Romanova , quien decía ser .
Es relativamente fácil obtener ADN de una muestra fresca de sangre, saliva y semen , pero es muy difícil obtener ADN de objetos que una persona acaba de tocar. Antes del año 2000, no era posible perfilar el ADN a partir de pequeñas muestras de biomaterial. Pero hoy en día, un perfil de ADN solo se puede generar a partir de 50 picogramos de ADN (la cantidad que se encuentra en unas 8 células humanas). Tal rastro no se puede ver a simple vista. Hay que tener en cuenta que si la cantidad de material analizado es demasiado pequeña, entonces puede confundirse con el ADN de fondo (aparecido antes del delito y no relacionado con él) o el ADN de otra persona (por ejemplo, la víctima).
Las pruebas de ADN le permiten determinar el sexo de una persona. Determinar el color de sus ojos y cabello usando ADN es más difícil, y otros datos sobre él (por ejemplo, la altura) no pueden establecerse usando ADN. La experiencia en ADN también permite determinar de manera confiable si la persona que dejó el rastro pertenece a los principales grupos continentales (África, Eurasia Occidental, Asia Oriental y Meridional, Nativos Americanos ( Indios )) [11] .
El método de análisis de ADN se utiliza en la práctica forense en los EE . UU ., Canadá , Gran Bretaña , Japón , China , Malasia , Singapur , Tailandia , Chile , Colombia , Nueva Zelanda , Rusia y otros países [20] , algunos países han creado extensas bases de datos de perfiles de ADN .
El banco de datos de ADN más grande del mundo es la base de datos nacional del Reino Unido "NDNAD", que se estableció en 1995 y contenía alrededor de 3,1 millones de muestras en 2005 y 5,7 millones en 2015. Almacena información sobre el ADN no solo de los convictos, sino también sospechosos Según criminólogos británicos, cada semana se resuelven hasta 2.000 delitos, para los que se incautó material genético en el lugar de los hechos . Este tipo de examen permitió aumentar significativamente la detección de tales tipos de delitos como robos , robos , robos de automóviles - solo el 90% de los casos resueltos. Desde 1998, se ha discutido el tema de la introducción de pasaportes genéticos de toda la población.
Base de datos nacional de información genética de los Estados Unidos[ aclarar ] Establecido en 1998. Para el año 2002, en él se almacenaban más de 800 mil genotipos. Las personas condenadas por delitos graves y especialmente graves están sujetas a registro. Se almacenaron más de 10 millones de perfiles en la base de datos del Índice Nacional de ADN (NDIS, parte de CODIS ).
La base de datos de Islandia contiene los genotipos de toda la población del país (alrededor de 300 mil personas).
En Rusia, el 3 de diciembre de 2008, la Duma Estatal adoptó la Ley Federal “Sobre el Registro Genómico Estatal en la Federación Rusa” [21] . En virtud de esta ley, se creó una base de datos federal de ADN que contiene información sobre los condenados por delitos graves y especialmente graves, por delitos contra la integridad sexual , así como sobre cadáveres no identificados y rastros biológicos incautados en la escena del crimen. El operador de la base de datos es el Ministerio del Interior de Rusia .