Objetivo
Al finalizar el curso el alumno contara con las bases de la biología molecular encausada a la genética forense para la identificación humana valorando de esa manera su importancia así como sus alcances.
Historia de la biologia molecular aplicada a las ciencias forenses
A mediados de la década de los 80`s comienzan a desarrollarse sistemas de identificación de individuos basados en el estudio de polimorfismos de ADN, los cuales reflejan la amplia variación de secuencias localizadas en diferentes regiones del genoma.
La variabilidad de estas zonas radica en diferencias exhibidas por el material genético, en la secuencia nucleotídica misma a través de sustituciones de nucleótidos, o en la distinta longitud generada por una misma secuencia que se repite un número diferente de veces, como fuera demostrado por primera vez por Wyman and White (1980). Comenzaron a ser estudiadas cuando fué posible conocer su localización y desarrollar una metodología adecuada para ponerlas de manifiesto, mediante sistemas de análisis cada vez más precisos y sencillos.
Los primeros trabajos, publicados a mediados de los ´80, empleaban fragmentos de ADN obtenidos por digestión con enzimas, separados electroforéticamente y transferidos a un soporte sólido, el cual se trataba con una "sonda" constituida por secuencias complementarias de las regiones variables, marcada radiactivamente. Por auto radiografía, resultaba posible observar varias bandas, de localización desconocida dentro del genoma, pero que eran características de cada individuo y se heredaban de padres a hijos (Jeffreys et al, 1985).
Si bien las bandas producidas por estas sondas multilocus eran muy variables de una persona a otra, los resultados eran difícilmente reproducibles, ya que pequeñas y poco controlables diferencias en la corrida electroforética (voltaje, tiempo, concentración del gel) afectaban en gran medida la reproducibilidad e interpretación de los resultados.
El descubrimiento de regiones hipervariables del genoma con localización específica (Nakamura et al, 1987) permitió el desarrollo de las sondas de locus único que resolverían el problema, posibilitando el estudio de una zona conocida del genoma que se visualizaba como dos únicas bandas para la condición heterocigota, correspondientes cada una a un alelo, heredado de cada progenitor.
Estas zonas están constituidas por secuencias repetidas, que aparentemente carecen de función como codificantes de proteínas. La menor variabilidad exhibida por estos sistemas de análisis se solucionaba empleando un conjunto de cuatro o más sondas unilocus que evaluaban otras tantas regiones del genoma.
Sin embargo, aún persistía un inconveniente para el empleo masivo de estas metodologías en la práctica forense: las sondas multilocus, y en menor medida las unilocus, requerían un ADN en estado óptimo en cuanto a su integridad, de alto peso molecular, lo cual rara vez ocurre en cadáveres en proceso de
Descomposición, o en manchas antiguas de fluidos biológicos o expuestas a condiciones ambientales adversas.
La solución llegó con el desarrollo de técnicas de amplificación o "copiado" de porciones de ADN mediante la "reacción en cadena de la polimerasa" o "PCR", con las cuales fue posible implementar sistemas de análisis de secuencias más pequeñas ("microsatélites" o "STRs"), pero menos variables que las anteriores. Con el advenimiento de esta nueva técnica, se hizo posible la evaluación de polimorfismos en cuanto a la secuencia nucleotídica de la región variable, además de las diferencias de longitud.
INTRODUCCION
El uso de técnicas moleculares del DNA hacia la Criminalística es un avance importante desde el uso de las huellas dactilares como único medio de identificación humana. El uso del DNA se justifica cuando todos aquellos métodos para identificación no son factibles de utilizar como dactiloscopia, odontología, Rx, fotografía, sistema ABO, sistema HLAQ. El uso de la biología molecular también se encuentra estrechamente ligado en pruebas de exclusión de paternidad o de parentesco familiar
La importancia de el estudio del código genético (DNA) recae en que el DNA de cada persona es único e irrepetible por este motivo a cada individuo lo hace capaz de ser diferente a todos los demás incrementando su importancia como un indicio de tipo biológico.
Por lo que al final del curso el alumno estará capacitado tanto teórico como prácticamente del lo conceptos básicos de genética aplicados al área forense así como las técnicas moleculares enfocadas a la identificación humana
Temario
UNIDAD 1
I N T R O D U C C I O N
Objetivo Particular
El alumno conocerá antecedentes de la biología molecular, su importancia y aplicación en la identificación humana
Contenido:
- Introducción al estudio de la Biología Molecular
- Biología molecular
1.1.1 Definición
1.1.2 Conceptos Básicos
- Desarrollo histórico
- Biología y Genética Molecular
- Temas Clásicos
- Temas Modernos
UNIDAD II
C E L U LA
Objetivo Particular
El alumno describirá las funciones, estructura y organización de la célula así como su importancia en la genética forense
Contenido:
- Célula
2.1 Membrana celular
2.2 Descripción y función de los organelos celulares
2.2.1 Núcleo
2.2.1.1 Codigo Genético
- a) Modelo de la doble cadena de Watson y Crick
- b) Bases Púricas y Pirimídicas
2.2.2 Mitocondrias
2.2.3 Ribosomas
UNIDAD III
INFORMACION GENETICA
Objetivo Particular
El alumno conocerá y manejara los conceptos referidos a los mecanismos por los cuales se procesa la información genética
Contenido:
3 Información Genética
3.1. Conformación y función de algunas proteínas
3.2 Estructura y organización de los genes
3.3 Los ribosomas
3.4 El RNA y la biosíntesis de proteínas
3.5 Replicación del DNA y RNA
3.6 Regulación
3.7 Transferencia del material genético
3.8 Procesos y Agentes mutagénicos
3.9 El DNA recombinante
UNIDAD IV
H E R E N C I A
Objetivo Particular
El alumno manejara los conceptos básicos y mecanismos relacionados con la herencia
Contenido:
- Cromosomas y Herencia
4.1 Conceptos Generales
4.2 Genética Mendeliana
4.3 Organización Cromosómica
4.3.1 Cromosoma y
4.3.2 DNA mitocondrial
4.3.3 Amelogenina
4.3.4 Polimorfismos
UNIDAD V
TECNICAS NO MOLECULARES DE IDENTIFICACION HUMANA
Objetivo Particular
El alumno reconocerá identificara y utilizara distintas técnicas de identificación humana que no utilizan el código genético
Contenido:
- Técnicas anteriores al uso del DNA
5.1 Sistema ABO & Rh
5.2 Sistema HLA
5.2.1Polimorfismos de secuencia: HLA. Métodos de análisis y detección
UNIDAD VI
Ácidos nucleicos: distintas técnicas de estudio.
Objetivo Particular
El alumno conocerá y será capaz de utilizar distintas técnicas de biología molecular para aplicarlas a la identificación humana
Contenido:
6.1 Extracción, purificación y análisis de ADN.
6.2 Amplificación in vitro: Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR).
6.3 Análisis de los productos de PCR.
6.4 Electroforesis en geles de agarosa y poliacrilamida: fundamentos y aplicaciones.
6.5 Enzimas de restricción.
6.6 Polimorfismo de longitud de los fragmentos de restricción (RFLP).
6.7 Southern-bloth.
6.8 Técnicas de hibridación. Detección radiactiva y por quimioluminiscencia. Sistemas de análisis manual y automatizado.
UNIDAD VII
Nuevas metodologías de análisis de ADN:
Objetivo General
Se conocerán las nuevas técnicas de identificación así como sus fundamentos aplicados a la genética forense
Contenido:
7.1 SNPs y microarrays. Aplicaciones actuales y futuras.
7.2 Concepto de Polimorfismo. Marcadores genéticos utilizados en los análisis de paternidad y forenses: Polimorfismos de longitud: MLPs, SLPs, STRs.
UNIDAD VIII
INTERPRETACION ESTADISTICA DE LOS RESULTADOS DE ESTUDIOS DE GENETICA FORENSE
Objetivo General
Se aplicaran y se entenderán distintos métodos estadísticos para interpretar los resultados de las distintas técnicas moleculares
Contenido:
8.1 Las frecuencias poblacionales: determinación y utilidad.
8.2 Bases de datos. Cálculo de Índice y Probabilidad de Paternidad en diferentes situaciones.
8.3 Casos deficientes. Interpretación estadística de otros vínculos biológicos.
8.4 Estudio de casos criminales: Índice y Probabilidad de Coincidencia o Incriminación.
8.5 La interpretación de mezclas de fluidos biológicos: patrones genéticos con más de dos bandas por cada marcador.
8.6 Mutaciones: valoración estadística e inclusión en los cálculos de Índice y Probabilidad de Paternidad.
UNIDAD IX
TOMA, CONSERVACION, TRASLADO DE MUESTRAS DE INDICIOS FORENSES PARA ANALISIS GENETICO.
Objetivo General
El alumno aprenderá a realizar un buen manejo, toma, traslado de las muestras
Contenido:
9.1 Toma de Muestra y Extracción
9.1.1 Precauciones durante la toma de muestra
9.2 Contaminación de las muestras
9.2.1 Contaminación humana
9.2.2 Contaminación química
9.2.3 Contaminación microbiológica
9.3 Tipos de indicios
9.3.1 Indicio Sólido
- a) Cabellos
- b) Dientes
- c) Huesos
- d) Músculo esquelético
9.3.2 Indicio Líquido
- a) Sangre
- b) Semen
- c) Orina
- d) Otros
9.3.3 Indicio húmedo
9.3.4 Uso y Aplicaciones de las tarjetas FTA
9.3.4 Indicio Seco
- a) Objetos transportables
- b) Objetos no transportables
9.4 Trasporte adecuado de los indicios al laboratorio
UNIDAD X
CADENA DE CUSTODIA
Objetivo General
Se analizara la importancia de una buena elaboración de la cadena de custodia así como su importancia en la investigación por medio de genética forense
10.1 Elaboración de una cadena de custodia
10.1.1 Datos Generales
10.2 Cadena de custodia en pruebas de paternidad
Bibliografía básica
- Molecular Biotechnology: principles and applications of recombinant DNA. 2003. R. Glick y J.J. Pasternak. 3ª Edición. ASM Press.
- Ingeniería genética vol. I. Preparación, análisis, manipulación y clonaje de DNA. 2002. J. Perera, A. Tormo Garrido, J.L. Garcia. Ed. Síntesis.
- Ingeniería genética vol. II. Expresión de DNA en sistemas heterólogos. 2002. J. Perera, A. Tormo Garrido, J.L. Garcia. Ed. Síntesis.
- Ingeniería Genética y transferencia genética. 2001. M. Izquierdo Rojo. Pirámide.
- Gene cloning and DNA analysis, an introduction. 2001. T.A Brown. 4ª Ed. Blackwell Science.
- Principles of gene manipulation. 2001. R.W. Old, R.M. Twyman y S.B. Primrose. 6ª Ed. Blackwell Science. http://www.blackwell-science.com/primrose
- Gene Cloning and Manipulation. 1995. C. Howe. Cambridge University
- Recombinant DNA. 1992. J.D. Watson, M. Gilman, J. Witkowski, M. Zoller. 2ª Ed. Freeman.
Bibliografía prácticas
- Molecular cloning: A laboratory manual. 2001 J. Sambrook, D. W. Russell. 3rd Cold Spring Harbor Laboratory Press.
- Genome analysis. A Laboratory manual series (4 Volúmenes). 1999. Ed. B. Birren. Cold Spring Harbor Laboratory Press.
- Basic Methods in Molecular Biology. 1986. L.G. Davis, M.K. Dibner, J.F. Battey. Editorial Elsevier.
Bibliografía adicional
- A primer of genome science. G. Gibson y S.V. Muse. Sinauer Associates.
- Essentials of genetics. 2002. W.S. Klug y M.R. Cummings. 4ª Ed. Prentice-Hall.
- Principles of Genetics. 7ª Ed. 2001. R. Tamarin. McGraw Hill.
- Genes VII. 2000. B. Lewin. Wiley.
- Conceptos de genética. 1999. W.S. Klug y M.R. Cummings. Prentice Hall.
- EL ADN y la identificación en la investigación criminal y en la paternidad biológica. 1995. J.A. Lorente, M. Lorente. Comares.
- Genes y genomas. 1993. M. Singer, P. Berg.
- ADN recombinante. Introducción a la ingeniería genética. J.D. Watson, J. Tooze y D.T. Kurtz. Labor.
Lecturas recomendadas
- Dealing with Genes: The Language of Heredity. P. Berg y M. Singer.
- Pasión por el ADN. J. Watson. 2002. Editorial Crítica.
- La doble hélice. J. Watson.
Programa de Laboratorio
Practica 1
Obtención de Grupo sanguíneo y factor Rh
Practica 2
Utilización del luminol para identificar indicios de DNA en objetos en la escena del crimen
Practica 3
Extracción de ADN: Sangre anticoagulada, sangre absorbida sobre papel de filtro, hisopados de mucosa l. Cuantificación de ADN: Geles de agarosa, espectrofotometría UV.
Practica 4
Extracción de ADN: Material cadavérico (tejidos blandos, huesos), pelos, mezclas semen/sangre
Cuantificación de ADN: Geles de agarosa, sondas humano-específicas.
Practica 5
Extracción de ADN: Colillas de cigarrillos, orina, tejidos, fijados. Amplificación por PCR del ADN extraído de las distintas muestras: sistemas de detección manual mediante tinción con Nitrato de Plata: Marcadores autosómicos.
Practica 6
Preparación de Geles de Acrilamida. Electroforesis en geles verticales, tinción con Nitrato de Plata. Amplificación por PCR del ADN extraído de las distintas muestras: sistemas de detección automáticos: Marcadores de cromosomas autosómicos y de cromosoma Y.
Practica 7
Extracción y amplificación de ADN de muestras de pelo para ADN mitocondrial. Amplificación de referencia. Electroforesis y detección fragmentos mediante secuenciador automático.
Practica 8
Análisis e interpretación de los resultados obtenidos de las muestras analizadas mediante detección automática: utilización de software específico.
Practica 9
Secuenciación de ADN mitocondrial: Purificación post-PCR, reacción de secuencia, purificación post-reacción de secuencia. Electroforesis en secuenciador automático.
Practica 10
Análisis e interpretación de las secuencias de ADN mitocondrial obtenidas
Practica 11
Utilización e software de cálculo aplicado en la resolución de casos de paternidad y forense.
Practica 12
Elaboración de Informes