EL ADN Y LA GENETICA FORENCE

¿QUE ES EL ADN ?

 Es la sustancia química donde se almacenan las instrucciones que dirigen el desarrollo de un huevo hasta formar un organismo adulto, que mantienen su funcionamiento y que permite la herencia. Es una molécula de longitud gigantesca, que está formada por agregación de tres tipos de sustancias: azúcares, llamados desoxirribosas, el ácido fosfórico, y bases nitrogenadas de cuatro tipos, la adenina, la guanina, la timina y la citosina. 

Los azúcares y los ácidos fosfóricos se unen lineal y alternativamente, formando dos largas cadenas que se enrollan en hélice. Las bases nitrogenadas se encuentran en el interior de esta doble hélice y forman una estructura similar a los peldaños de una escalera. Se unen a las cadenas mediante un enlace con los azúcares. Cada peldaño está formado por la unión de dos bases, formando los pares de bases anteriormente mencionados; pero estos emparejamientos sólo pueden darse entre la adenina y la timina o entre la citosina y la guanina. Las secuencias -el orden en que se van poniendo- que forman adenina, timina, citosina y guanina a lo largo de la cadena de ADN es lo que determina las instrucciones biológicas que contiene.

CARACTERÍSTICAS DE EL ADN:

1. El ADN es una molécula de ácido desoxi-ribonucleico, esto significa que está conformada por las bases nitrogenadas adenina, timina, citocina y guanina (el ARN tiene uracilo en lugar de la timina). Además tiene una azúcar pentosa llamada desoxi-ribosa (el ARN tiene azúcar ribosa).

2. La función del ADN está directamente relacionada con la transmisión de la herencia; es decir, el ADN contiene los caracteres genéticos hereditarios que pasan de generación en generación.

3. Otra función del ADN es contener la codificación para las proteínas, esto es importante porque cada especie tiene su propia codificación, por lo que las proteínas no son iguales.

4. Físicamente, el ADN tiene una estructura de doble hélice, es decir doble filamente en espiral.

5. Por su ubicación, el ADN se encuentra exclusivamente en el núcleo de las células, aunque también existe el ADN mitocondrial y el ADN del cloroplasto.

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 nucleotidos  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 c  élula. 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 fragm  ento 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.