¿Qué es eso de “hacer un ADN”?

Neruda, las Torres Gemelas y los miembros de la Dinastía Rusa Romanov puede que tengan muy poco en común; sin embargo, son protagonistas de historias donde la molécula de ADN (ácido desoxirribonucleico), portadora de la información genética, es el personaje principal de las mismas. En los tres casos las pruebas de ADN o permitieron establecer parentesco, identificar víctimas, o bien, tuvieron como meta resolver interrogantes de un presunto crimen.


Si bien en muchos casos se habla de “hacer un ADN”, en realidad, la expresión hace referencia a realizar exámenes o pruebas de ADN ya que se trata de una molécula biológica que, en general, no puede “hacerse” en el laboratorio tal y como se encuentra en la naturaleza. El examen de ADN, también conocido como de “huella molecular de ADN” o “huella genética”, es una técnica que analiza los atributos únicos del ADN de una persona. El término “huella genética” fue acuñado para aludir al uso tradicional de las huellas dactilares como medio de identificación humana.

¿Qué aplicaciones tienen estos exámenes?

Los exámenes de huellas genéticas se utilizan para diferentes propósitos como son la identificación de víctimas de un crimen o una catástrofe, para aclarar o implicar a un sospechoso, entre otras situaciones de medicina forense. También se pueden utilizar para establecer relaciones biológicas entre las personas (test de paternidad, maternidad, investigaciones de personas desaparecidas), e incluso, en biología de conservación. Hay que aclarar que estos exámenes son diferentes a los exámenes de diagnóstico genéticos utilizados para detectar mutaciones asociadas a enfermedades o a los estudios donde se busca un determinado gen.

Fig.2. Esquema de la localización de los diferentes tipos de ADN que se pueden encontrar en las células humanas.

Repasemos: El ADN está dentro de las células que son parte nuestro cuerpo o que han sido parte del mismo (Figura 2). En general, cuando se habla del “ADN” se suele hacer referencia al ADN nuclear, es decir, al que se encuentra en el núcleo de las células y que funcionalmente proporciona la información necesaria para “construir” el organismo. Las células poseen otros componentes además del núcleo, uno de los cuales también puede tener ADN y es la mitocondria. En este caso se habla del “ADN mitocondrial”. Este es muy diferente al ADN nuclear, tanto en estructura como en información. En ausencia de los padres, tal como ocurre en los hijos de desaparecidos de dictaduras militares, el método de elección para establecer lazos biológicos con los abuelos es el estudio del ADN mitocondrial. También se utiliza ADN mitocondrial en los casos en que es difícil obtener ADN nuclear porque las pruebas biológicas están muy degradadas o hay muy pequeña cantidad de las mismas.

¿Qué muestras pueden utilizarse en los estudios?

Las muestras que se toman para la realización los exámenes son por lo general de sangre, saliva, pelo, piel, un chicle, semen, huesos, dientes, entre otras. El tipo de muestra dependerá de la circunstancia y del contexto del estudio.

CSI /puamelia Flickr.

En general, lo importante es que en la muestra existan células, ya que será dentro de ellas donde se alojará el ADN que luego se analizará. En el caso del pelo, por ejemplo, es en la raíz donde están las células, el resto del pelo es solo queratina (una proteína). Por ende, en estudios con ADN nuclear se requiere pelo “arrancado” y no “cortado”. Cuando se toman muestras de saliva, por ejemplo, a pesar de que se trata de una sustancia biológica líquida, en la misma siempre hay presente células del epitelio de la boca que se desprenden constantemente. En el caso de los estudios forenses sobre cadáveres pueden utilizarse restos óseos o dentarios de los mismos.  Algunos de los problemas causados por la ausencia de células intactas o escasa cantidad de muestra suelen sortearse al utilizar “ADN mitocondrial”.

¿En qué se basa?

La identificación con ADN o “huella genética” se basa en el estudio de una serie de regiones del ADN nuclear presentes en todos los individuos pero que poseen la característica de ser altamente variables o polimórficas entre los mismos

¿Cómo se hace el estudio? ¿Qué se analiza?

Lo que se hace es crear un perfil genético, es decir, un patrón de fragmentos cortos de ADN ordenados de acuerdo a su tamaño, que son característicos de cada individuo.

Fig.3. En este ejemplo los nucleótidos de la repetición son 4 y su secuencia es: “GATA”. El Nº de unidades repetitivas varía entre los individuos. Si un individuo tiene 6 repeticiones presentará el “alelo 6”.

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 Tandem Repeats (STRs) o repeticiones cortas en tándem – una seguida de la otra-, que están distribuidas en los distintos cromosomas humanos y que presentan una alta variabilidad de tamaño entre los distintos individuos (más información ver recuadro al final de esta nota).

Los STRs son pequeñas regiones compuestas por una unidad de 4-5 nucleótidos (subunidadades del ADN) que se repite en tandem “n” veces. El número de veces que se repite esta unidad de secuencia varía entre los individuos de una población. Cada una de las regiones que se analiza constituye un determinado “locus”o sitio en el ADN. Y cada una de las variantes de ese locus es un alelo.

Fig. 4. Hipotético resultado de un análisis de parentesco en el que dos padres quieren saber si un individuo de sexo femenino es su hija biológica. En círculos coloreados se encuentran redondeados los alelos de los STRs estudiados que estan presentes en los padres y que fueron heredados por la “supuesta hija”. Puede observarse coincidencia en todos los marcadores STR (loci) estudiados. Por ende, se puede afirmar con una altísima probabidlidad que el individuo en estudio es su hija biológica.

Como se mencionó, el perfil genético estará compuesto por un patrón de fragmentos. Cada fragmento se corresponde con los distintos alelos de las regiones repetitivas analizadas, es decir, se buscan cuáles son los alelos STRs característicos del individuo. Dicho patrón es fácilmente convertible en un sencillo código numérico fácil de almacenar y comparar con un alto poder de discriminación (Figura 4).

Cada ser humano posee dos copias de cada gen, una heredada de su madre y otra de su padre. Lo mismo ocurrirá con estas regiones cortas repetitivas o STRs. Por ende, cada persona tendrá dos variantes (alelos) para cada región repetitiva (locus) STR estudiada. Esta característica también hace que el perfil de un determinado individuo tiene una procedencia compartida en un 50% con la del padre y en otro 50 % con la de la madre. Por eso estos STR se pueden utilizar también en la investigación biológica de la paternidad (Figura 4).

Un perfil de ADN por sí solo no tiene utilidad porque carece de contexto. El análisis debe ser por comparación y siempre se requiere de una muestra de referencia. Por ejemplo, en un caso forense, la evidencia de la escena del crimen es comparada con él o los sospechoso(s). En un estudio de paternidad, el perfil genético de él o la niño/a es comparado con el del supuesto padre. Frente a una catástrofe, los restos de la víctima se comparan con un pariente Biológico.

Un examen de ADN consistirá de 3 pasos básicos:

*Extracción: Se extrae el ADN de las células.
*Amplificación: se obtienen muchas copias de los STRs a estudiar mediante una técnica llamada PCR o “Reacción en Cadena de la Polimerasa”.
* Análisis: Se comparan los perfiles genéticos.

¿Qué tan fiable es una prueba de ADN de este tipo?

Los resultados de los análisis de STR se analizan y se interpretan usando estadística, probabilidad y genética de poblaciones. Los alelos de cada región STR estudiada tienen una determinada presencia en la población y eso se determina por estudios genéticos poblacionales. Cuántas más regiones distintas o loci se analicen, menor será la probabilidad de que dos personas tomadas al azar presenten el mismo conjunto de alelos. Por ejemplo, cuando se estudian 13 loci STR estandarizados (26 alelos) para producir un perfil genético, la probabilidad de que dos individuos tengan la misma combinación de alelos o idéntico perfil genético es de 1 en 100 000 000 000 000 (cien billones). Si si!!! 12 ceros luego del 1! Debido a que la población del planeta es aproximadamente 7 mil millones de habitantes, la probabilidad es entonces muy baja.

Bibliografía consultada:

– Conceptos de Genética. 8ª Ed. De Klug William – Cummings Michael – Spence
– Servicio de Huellas Digitales Genéticas de la Universidad de Buenos Aires  (web).
www.sebbm.es

Las regiones o los loci STRs utilizadas en los estudios están estandarizados a nivel mundial. Es decir, mediante diferentes estudios genéticos y poblacionales se ha determinado cuáles son las regiones repetitivas que deben analizarse en los perfiles genéticos. En los distintos lugares del mundo EEUU, Europa, Iberomérica, existen diferentes organismos gubernamentales que han establecido el conjunto que debe analizarse para que ese estudio tenga validez legal. Por ejemplo, la Oficina Federal de Investigaciones de Estados Unidos (FBI) ha seleccionado 13 loci STR que deben emplearse. En general, la mayoría de los kits comerciales que se emplean en los laboratorios forenses incluyen los loci estandarizados de todos los países. 

por Cecilia Di Prinzio

Biotecnóloga, docente y con ganas de hacer cosas para construir un mejor mañana.
@cecidiprinzio

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2 Comentarios

  • Responder
    Eva
    26 febrero, 2014

    Muy buen post, da gusto que alguien escriba tan claro sobre genética cuando en la prensa seria a veces se leen un montón de tonterias

    • Responder
      28 febrero, 2014

      Muchas gracias Eva! tus palabras son un gran estímulo para nuestro trabajo. saludos 🙂

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