Huella Genética

Publicado en Genética Forense

Huella Genética

Los recientes avances en Biología, especialmente en el conocimiento de la estructura y funciones del ADN han producido una verdadera revolución en las técnicas de identificación individual por lo que la Medicina Legal y la Antropología Forense pueden hoy disponer de unas poderosas herramientas de trabajo que permiten resolver con mucha seguridad algunos de los complicados problemas que se nos plantean

La propiedad del polimorfismo del ADN ha permitido además, su aplicación en muchos campos de la investigación científica que vamos a revisar brevemente.

Cada célula de nuestro organismo posee 46 cromosomas (23 pares) formados por ADN (ácido desoxirribonucleico) que contienen en sus complejas estructuras el Código genético. Este ADN está formado por nucleótidos dispuestos en una doble cadena helicoidal y compuestos a su vez por un azúcar, pentosa (desoxirribosa), un grupo fosfato y una base nitrogenada. Estos azúcares y fosfatos son iguales, mientras que las bases son diferentes, lo que permite distinguir cuatro tipos de nucleótidos cuyas bases les dan nombre: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). Las bases se unen unas con otras de una manera especial, las A con las T, y las G con las C (A-T, G-C) por medio de puentes de Hidrógeno, dos y tres respectivamente.

La mitad del ADN del genoma humano es no codificante y de éste, la mitad es repetitivo (aprox. un 25 % del ADN total). A su vez, la mitad de éste, lo forman secuencias repetidas de dos clases: SINES o elementos dispersos cortos de 500 bp y LINES o elementos dispersos largos, de más de 500 bp.

La otra mitad es el ADN repetido en tandem, parte del cual son los llamados satélites (I, II, III y IV) y los minisatélites, formados por escasos bp, que son los que tienen más capacidad individualizadora. Las unidades en tandem son de 15 a 20 bases que se pueden repetir de 200 a 1.400 veces.

Jeffreys y col. (Nature, 314, 1985) señalan que el genoma humano contiene muchas regiones minisatélites dispersas en tandem, muy polimórficas debido a la variación alélica que se produce al repetirse. Precisamente éste es el motivo de que las pruebas basadas en la repetición de los tandem de una secuencia permitan detectar muchos loci muy variables simultáneamente lo que proporciona así una huella genética específicamente individual muy útil en el análisis de materiales diversos.

Las moléculas de ADN que constituyen los cromosomas son de gran longitud midiéndose en Kilobases (Kb). Cada Kb equivale a 1.000 pares de bases (bp). Para darnos idea de esta longitud señalaremos que el cromosoma X mide 150.000 Kb y el Código genético una longitud de 3.000 millones de bases.

Los análisis de ADN se basan en la propiedad que tienen sus cadenas de ser rotas por métodos físicos o químicos a nivel de las uniones de Hidrógeno, obteniéndose así segmentos de ADN de cadena simple con capacidad para ser duplicados formándose ADN de doble cadena. Para analizar el polimorfismo del ADN usamos las llamadas sondas o segmentos de ADN marcados con algún elemento radiactivo (P32), enzimas u otros, consiguiendo que se unan éstos con el ADN complementario (hibridación).

Al cortar el ADN por los lugares adecuados, podemos detectar diferencias en la longitud de los fragmentos (RFLP, Restriction Fragment Length Polymorphism) y polimorfismos VNTR (Variable Number of Tandem Repeats).

Las sondas utilizadas pueden ser multilocus con las que se consigue el llamado "DNA fingerprint" al unirse la sonda a muchos loci. Y pueden ser monolocus o unilocus que detectan loci VNTR individuales muy polimorfos.

 

 

APLICACIONES

Los exámenes tradicionales de manchas de sangre en los Laboratorios de Medicina Legal, o los de manchas de semen, raíces de pelos o cabellos, tratan de determinar el sistema ABO, Hemoglobina (Hb), Peptidasa, Fosfoglucomutasa, Rh, Anhidrasa carbónica, ADA, AK, Fosfatasa ácida eritrocítica y otros más. Pero tienen la limitación de que los materiales analizados han de ser recientes. Al mes, estos productos han sufrido una a veces insalvable degradación. Otras muestras como las de semen que contienen enzimas proteolíticas, o bien debido a la actividad bacteriana, pueden producir múltiples errores.

En cambio el ADN puede servir como huella genética y ser analizado en muestras de gran antigüedad como veremos más adelante.

De manchas de sangre y semen de 3 a 5 años de antigüedad es perfectamente posible obtener ADN suficiente para aislar huellas genéticas capaces de determinar la identificación individual.

La violación ha sido uno de los delitos más frecuentes en todos los tiempos, una forma de agresión sexual en la guerra y en la paz. Castigada por los Códigos penales antiguos y modernos, ha planteado con frecuencia tremendas dudas a la Justicia sobre el hecho de si hubo o no hubo consentimiento por parte de la víctima, además de averiguar quién fué realmente el agresor. Los exámenes externos permitieron casi siempre comprobar la existencia de rotura del himen en las vírgenes, el estado de las carúnculas mirtiformes, con la excepción de los llamados "hímenes complacientes" cuya notable elasticidad permite la "inmisio penis" sin producir lesión visible. La presencia de semen en la cavidad vaginal, las lesiones del cuerpo de la víctima y el caso extremo pero no infrecuente de la muerte violenta de ésta tras la violación o precediendo a ésta, complicaron más las situaciones.

Hasta hace pocos años se determinaba el HLA, antígeno que está presente en todas las células del organismo y que constituye una huella notable, con la probabilidad de 1/40.000 de que dos personas no emparentadas presenten el mismo resultado.

Pero el HLA tiene el inconveniente de ser sumamente frágil, pudiendo destruirse en cuestión de horas, lo que a menudo sucede en los casos de violación hasta que la víctima es examinada.

El estudio del ADN por medio de "sondas", permite interrogar al Código genético de las secreciones del delincuente y recibir una respuesta muy precisa.

JEFFREYS, GILL y WERRETT (Nature, 316, 1985) realizando investigaciones detalladas en el Home Office Forensic Service, llegaron a este descubrimiento. En el semen del violador como en el de toda célula de cualquier persona, está contenida su huella genética, una huella tan precisa o más que la huella dactilar tradicional que permite llegar a la identificación individual con gran exactitud y precisión.

La probabilidad de que haya dos huellas iguales es de 1/6.300.000.000. Por eso se dice con razón huella genética como se dice huella dactilar a los dibujos de las yemas de los dedos que también son específicas de cada persona.

Hay otras huellas específicas en el organismo humano que permiten al Antropólogo Forense llegar a la identificación del cuerpo o fragmentos de él, por ejemplo, los senos frontales (su forma, tamaño y disposición), las Líneas de Harris o líneas de detención del crecimiento de los huesos largos, en especial de las tibias; la estructura, forma, tamaño, número y disposición de los dientes, la fórmula dentaria (la cavidad bucal ha sido llamada por eso la "caja negra" de nuestro cuerpo comparándola a la que llevan los aviones y que permite averiguar la causa de los desastres aéreos), el HLA, el grupo sanguíneo, etc.

Pero la huella genética procedente del alfabeto genético permite estudiar desde este punto de vista tejidos orgánicos como la raíz de los pelos, los leucocitos de la sangre, los espermatozoides, la piel, el líquido amniótico o cualquier célula humana y encontrar en el núcleo de la misma el patrón genético que caracteriza a cada individuo.

El investigador estudia la muestra tomada de la vagina de la mujer violada y el semen del sospechoso, los compara y dictamina si se trata de la misma persona, realizando para ello la hibridación del material sospechoso y del testigo, marcando la localización de los minisatélites y viendo si se corresponden unos con otros.

Cinco mm3 de sangre o semen bastan para identificar a un culpable. El examen de Laboratorio permitirá ver en el ADN extraído varias decenas de bandas parecidas a los códigos de barras utilizados en los productos comerciales, de diverso espesor y longitud nunca iguales en dos personas, que proceden a partes iguales del padre y de la madre del sujeto analizado.

La investigación de la paternidad después de violación o incesto puede ser establecida por la determinación de grupos eritrocíticos, grupos HLA y enzimas eritrocíticos, efectuados en células de líquido amniótico o de vellosidades coriales. MANGIN y col. (J.Med.Leg.Droit Médicale, 34, 1991) estudiaron 10 casos de aborto consecutivo a agresión sexual (violación e incesto). En todos los casos pudieron determinar la huella genética del feto y comparando con la huella genética de la madre, se pudo determinar el alelo transmitido por el padre al feto. Posteriormente se practicó la búsqueda de este alelo en el material genético del sospechoso. Esto fué posible en 8 de los 10 casos. En un caso el sospechoso fué descartado. En el décimo caso no se pudo hacer la comparación por no hallarse al agresor.

Hay dificultades en los casos de los fetos macerados. Es fácil en los casos de preñez reciente cuando se puede disponer de tejidos trofoblásticos. La degradación del ADN fetal en fetos macerados ha hecho a veces imposible el análisis. Sin embargo en algunos casos aún es posible obtener buen material para el análisis, del vértice del pulmón y del encéfalo por ser zonas más protegidas por las estructuras óseas.

El ADN es muy útil para la determinación de la paternidad. Sabiendo que en cualquier persona la mitad del genoma procede del padre y la otra mitad de la madre, en el supuesto de que haya dos individuos sospechosos de ser el padre de una criatura, bastará comparar las bandas halladas en las huellas genéticas del hijo, de la madre y de los sospechosos. Las bandas correspondientes a la madre se eliminan y quedan las del verdadero padre. Se comparan éstas con las del sospechoso o sospechosos y aparecerá con claridad si es alguno de ellos por la coincidencia visible que se produce en el espesor y situación de estas bandas. La probabilidad de error será de una entre un millón en los exámenes con sonda multilocus y si se hace con sonda monolocus repitiendo dos o tres veces se alcanza la misma probabilidad.

Debido a que en ocasiones la muestra que hay que analizar viene alterada o es escasa, el método de sondas RFLP no basta para llegar a resultados valorables. KARY MULLIS ideó otra técnica llamada PCR o Reacción en cadena de la polimerasa, por medio de la cual, con muy escasa cantidad de ADN se logran excelentes resultados. Consiste en amplificar segmentos de ADN por síntesis enzimática de secuencias específicas de ADN, utilizando el fragmento Klenow de la ADN-polimerasa. Se perfecciona posteriormente el método utilizando la Taq-polimerasa obtenida a partir de una bacteria termófila.

El PCR es tan sumamente sensible que permite analizar incluso muestras degradadas. Esta técnica presenta muchas posibilidades en Criminalística y Ciencias antropológicas en general.

VERBOVAYA e IVANOV (1991) aislaron ADN de manchas frescas de sangre, sometiéndolo a examen rutinario: digestión con endonucleasas de restricción particulares, fraccionándolo luego por agarosa-gel-electroforesis. Visualizaron con rayos ultravioleta tiñendo con Bromuro de etidio (EtBr) el gel. Así aparece un patrón de banda específico para el sexo, que depende sólo de la enzima de restricción utilizada. La técnica es excelente para la determinación del sexo en el ADN en casos criminales. También se puede realizar la determinación del sexo utilizando la reacción PCR.

EL ADN Y LA HUELLA GENETICA EN OTRO TEJIDOS

En los estudios del ADN en diferentes tejidos se ha podido observar que el procedente del músculo cardiaco, bazo y hueso es el menos degradado, mientras que el que procede el hígado es el que más fácilmente se degrada.

No existe una correlación estricta entre el estado de degradación del ADN y la data de la muerte. Se ha encontrado ADN de elevado peso molecular en la pulpa dentaria en casos en los cuales las condiciones en que quedó el cadáver fueron muy adversas.

S. PÄÄBO (Nature, 314, 1985) estudió 23 momias egipcias obteniendo de ellas ADN. En uno de los casos se trataba de un niño en el que el ADN pudo ser clonizado molecularmente en un vector plásmido. En este clonus encontró dos elementos de la familia Alu de la secuencia humana repetitiva de ADN. Este análisis demostró que muestras de ADN de momias (3,4 Kb) pueden ser clonizadas y que los fragmentos de ADN parece que contienen muy pocas o ningunas modificaciones postmortem.

Las muestras estudiadas variaron desde las procedentes de la VI Dinastía (-2370 -2160 a.C.) hasta las de los tiempos romanos tardíos. Previamente rehidrataba las muestras de tejido momificado (revitalización) y hacía cortes microscópicos tiñéndolos con los métodos clásicos y con Bromuro de etidio que permite detectar pequeñas cantidades de ADN.

Halló núcleos en células de cartílagos de la oreja (en una cabeza de mujer del Museo egipcio de Berlín) y de epidermis y tejido subcutáneo de la cabeza de un hombre del Museo Viktoria de Uppsala. Si bien existían pirimidinas modificadas en el segundo caso, lo que hacía imposible su clonización, en cambio en un niño de un año momificado, procedente del Museo egipcio de Berlín, estaban excelentemente conservados los núcleos. La prueba del C14 en este caso dió una antigüedad de 2430+120.

La conservación histológica de los tejidos momificados fué mucho mejor en los tejidos superficiales y partes periféricas del cuerpo que en las más profundas, observación que también hicieron DANSELS y col. (1970) y CRADEL y col. (1981), debido probablemente a la imbibición con natrón y la consiguiente deshidratación.

Los trabajos de todos estos autores han demostrado que el ADN puede ser estable durante largos periodos de tiempo (miles de años) al menos en ciertos restos humanos y en condiciones especiales de momificación.

De gran valor antropológico es el estudio del ADN en huesos y dientes antiguos. Las enormes posibilidades que brinda para la investigación de estos restos son evidentes.

Así HAGELBERG y col. estudiando huesos muy antiguos de 300 a 5.000 años encontraron aún ADN estable en ellos (Ancient bone DNA amplified, Nature 342, 1989).

LEE y col. (Genetic markers in human bone, J.For.Sc.36, 1991) aislaron ADN de muestras de tejido óseo humano esponjoso y compacto. Fueron utilizadas para visualizarlo, técnicas como la espectrofotofluorometría y las tinciones con Bromuro de etidio en minigeles, así como para estimar la cantidad y el grado de degradación del ADN. El extenso polimorfismo detectado por este tipo de análisis de ADN está en relación con el número variable de tandems de repetición (VNTR) dentro de las secuencias de ADN repetitivo en el genoma humano (HUANG y col. Advances in Forensic Sc. 3 vol. Chicago 1990).

LEE y col. (J.For.Sc.36:320, 1991) para obtener ADN de huesos toman muestras de 10 a 20 mg de hueso esponjoso y 75 a 100 mg de hueso compacto. Las diversas etapas de tratamiento de estos materiales pueden resumirse así:

1. Inmersión y agitación en agua destilada fría (15 min).

2. Pase por etanol (15 min).

3. Pase por éter etílico (15 min).

4. Secado de la muestra.

5. Inmersión en N líquido por 15-30 segundos para congelarla.

6. Reducción a fino polvo.

7. Extracción del ADN de este polvillo utilizando el método que se emplea para las manchas de sangre que es el siguiente:

8. Incubación durante una noche a 37ºC con 400 L Extraction Buffer (10 mM Tris, 10 mM EDTA) y 100 mM (ClNa) pH 8, conteniendo 2% SDS (Sodium dodecyl sulfato) y 4.1 sigma unidades de Proteinasa K seguido por lo menos de dos extracciones con ClH (pH 8), fenol y formol equilibrados conteniendo alcohol isoamílico (24:1 v/v).

9. El ADN se precipita con etanol 100 %, se lava con etanol 70 % y se redisuelve en TE (10 mM Tris y 1 mM Na2 EDTA, pH 7.8) buffer.

 

El ADN fué obtenido de 10 a 20 veces en mayor cantidad en tejido esponjoso que en compacto. Por lo menos se necesitan 50 mg o más de hueso compacto para obtener ADN. Con menos no se consiguieron resultados.

La aplicación de esta técnica al estudio del diente ha dado excelentes resultados debido a la sorprendente estabilidad del ADN contenido en la cavidad pulpar. La razón es que en ella el ADN está protegido, de manera que la contaminación y la acción bacteriana son mínimas o nulas.

SCHWARZ (1991) sometió a dientes extraídos a diversas condiciones ambientales: varios pH (3, 7, 10), temperaturas diversas (4ºC, 25ºC, 37ºC, incineración), humedad (20%, 66%, 98%), varios tipos de suelos (arena, piso del jardín y otros), agua de mar, dientes enterrados y tiempo diverso (una semana a seis meses). Además examinó dientes extraídos hacía 16 a 19 años conservados a la temperatura de la habitación.

Aisló el ADN de las muestras en gel con objeto de determinar la concentración e integridad del ADN. Observó que la pulpa dentaria es un material muy rico en ADN. Realizó el tipo de análisis de ADN que hemos llamado RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism). La incineración produjo la completa pérdida de HMW y un ADN de bajo peso molecular. Pero en la mayoría de los casos obtuvo suficiente ADN para hacer un análisis de RFLP, obteniendo de 15 a 20 microgramos de HMWDNA de la pulpa dentaria.

OTRAS APLICACIONES

Además de las propias de la Criminalística que hemos ido citando como es el examen de indicios hallados en el lugar del crimen (semen, manchas de sangre, cabellos en la mano de la víctima, fragmentos de la piel del agresor bajo las uñas por arañazos de defensa de la víctima, etc.), en los que la huella genética puede conducir a la identificación del agresor o bien a descartar a un acusado inocente, el estudio del ADN es muy útil en Arqueología y Paleopatología. Materiales humanos antiguos han demostrado su valor diagnóstico para estudios diacrónicos en genes polimorfos de poblaciones neolíticas y paleolíticas, así como el del estudio del ADN contenido en virus de aquellos tiempos.

Se ha empleado para determinar la procedencia y descendencia de los antiguos pobladores del Valle del Nilo, así como las relaciones entre las familias faraónicas y las diversas dinastías.

El polimorfismo del ADN ha revolucionado el análisis genético humano, no sólo en el campo del diagnóstico de la identidad individual sino en el origen de las enfermedades del pasado y la evolución de las mismas a través del tiempo.

En Antropología está permitiendo estudiar el pedigree de determinados grupos de población, así como distinguir las uniones entre consanguíneos, la endogamia, etc.

En el campo de la Evolución de las especies tiene un enorme interés y a medida que se avance en su conocimiento, la huella genética nos permitirá llegar a saber quiénes fueron los antepasados directos o indirectos de una especie dada, así como la relación entre las diversas especies y su posición filogenética.

El quagga es un miembro ya extinguido de la familia del caballo. HOGUCHI y col. (Nature, 312, 1984) examinaron músculos desecados de una pieza de Museo perteneciente a un quagga, especie de cebra (Equus quagga) extinguido en 1883. De estos músculos obtuvieron ADN de bajo peso molecular. La muestra correspondía a un ejemplar muerto hacía 140 años que se encontraba conservado en el Museo de Historia Natural de Mainz (Alemania). En la comparación con el ADN obtenido de una cebra actual (Equus zebra) se obtuvo la misma señal de hibridación.

En Antropología Forense es un método prometedor si funciona sobre todo el tipo de análisis PCR sobre ADN obtenido en huesos. Un caso frecuente que se presenta es el de determinar si un fragmento de hueso o un hueso (supuesta reliquia de un santo por ejemplo) pertenece realmente a ese santo cuyos restos en su mayor parte se encuentran bien identificados y documentados en un sarcófago de un monasterio. La comparación del ADN en ambos restos puede confirmar o por el contrario descartar que se trate de la misma persona.

De la misma forma se pueden estudiar restos dispersos de cadáveres en una gran catástrofe y saber si pertenecen a la misma persona o a personas distintas.

PORVENIR DE LA HUELLA GENETICA

Se ha dicho que la huella genética puede llegar a substituir a la huella dactilar. Esta idea es errónea. Cada una tiene sus aplicaciones específicas. Y si bien el estudio de la huella genética ha sido un avance revolucionario en determinados casos como es el estudio del semen o la sangre para identificar a la persona a quien pertenece, no tiene nada que ver con el hallazgo de huellas dactilares sobre la superficie de un arma u otro objeto donde el criminal haya puesto sus manos.

Es como si quisiéramos comparar un plato con un paraguas. Se trata de dos métodos diferentes, complementarios en muchos casos para la investigación forense.

WERRETT menciona el caso de dos mujeres violadas y asesinadas en una población. Un joven fué acusado de ser el culpable de ambas violaciones. Se comparó su huella genética con el ADN del semen hallado en el cuerpo de ambas mujeres que era de una misma persona. Resultó que el joven tenía una huella genética diferente a la del semen del culpable y fué exculpado, al menos de las violaciones. Se propuso entonces el estudio de la huella genética de todos los hombres de la región, en total 3.300. Dice WERRRETT que aún están realizando estos análisis cada uno de los cuales dura por lo menos dos semanas.

Aquí se plantea el problema de la voluntariedad como ocurre con la prueba de la alcoholemia. La ley no puede obligar a nadie a dejarse practicar esta prueba. El hecho de negarse sin embargo, puede hacer sospechoso a un individuo. Si el violador está entre los 3.300 varones examinados, será perfectamente detectado por medio del estudio de la huella genética sin duda alguna.

PROBLEMAS BIOETICOS Y LEGALES

La legitimidad de estos exámenes no está totalmente admitida, porque la Ley suele ir por detrás de las nuevas técnicas de investigación. Por eso este tipo de exámenes plantea problemas de tipo médico-legal (el sospechoso puede negarse a ser examinado en su intimidad) y la Ley no puede violentar los derechos humanos. Y si se demuestra que ha sido así y la prueba ha sido obtenida en forma "irregular", no servirá como tal prueba ante un Tribunal.

Las técnicas del estudio del ADN han producido ya múltiples situaciones-problema, creando fuertes controversias, especialmente en Estados Unidos, donde se ha llegado a proponer que en el documento de identificación personal, se incluya un microchip con la huella genética del propietario.

Al menos si esto no se ha generalizado, sí se han hecho Bancos de Datos y Ficheros de los violadores "habituales" con sus huellas genéticas, ya que suelen ser siempre reincidentes.

Estos registros permiten recurrir a la comparación inmediata con la huella del semen hallado en la vagina de una víctima y confirmar o descartar que hay un culpable conocido.

Estos Bancos de Datos de huellas genéticas permiten también hacer comparaciones con casos de violación ocurridos fuera del país, ya que hoy día con los medios de comunicación rápidos, el criminal puede desplazarse al extranjero para cometer sus delitos.

Con objeto de llegar a una standarización de los métodos de estudio del ADN, se creó en 1989 en Estados Unidos y Canadá el grupo TWGDAM (Technical Work Group for DNA Analysis Methods) y en Europa en 1988, el grupo EDNAP (European DNA Profiling Group). Ambos promueven reuniones periódicas e intercambios de técnicas, estudios y resultados de sus experiencias.

En España se realiza el estudio del ADN en diversos centros médicos, como el Hospital del Niño Jesús (Dr. Vicario), en el Hospital 12 de Octubre ( Dr. Arnáiz ), en la Universidad de Santiago (Dr. Carracedo), en el Instituto Nacional de Toxicología (Dr. Alonso), en Bilbao (Dra. Pancorbo), en Barcelona (Dr. Huguet y Dr. Gené), en Granada (Dr. Villanueva y su equipo), en la Escuela de Medicina Legal de Madrid

(Dr. Ruiz de la Cuesta y su equipo) y otros más.

ROCHE (J. de Médécine Legale et Droit Medicale, 1990) señala acertadamente que la Etica no es una especialidad sino la Medicina Legal que constituye el lazo de unión entre el mundo de la Medicina y el mundo de la Ley, y es quien tiene a su cargo la enseñanza de la Deontología Médica en la Facultad de Medicina.

Derecho, Deontología y Etica: su definición ha producido infinidad de publicaciones por parte de juristas y filósofos. Derecho, Deontología y Etica expresan la cultura de una sociedad en particular en el dominio religioso.

Es indudable como hemos visto el valor de la huella genética en Medicina Legal y Antropología, extensivo a muchas Ciencias más y a muchos campos de aplicación, pero no hay que olvidar que como todo lo que atañe a la intimidad de la persona humana puede entrañar serios problemas éticos y legales que hay que tener siempre presentes.

 

Fuente:http://www.gorgas.gob.pa/museoafc/loscriminales/criminologia/huellagenetica.html

http://cmapspublic3.ihmc.us/rid=1H0R7TP9D-1ZS95FM-NL/Huella%20Gen%C3%A9tica.cmap

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