Biología Forense Estructura química de ADN

Repaso Biología Forense Biólogos Forenses –Características –Descripción de labores Evidencia –Estándares vs. evidencia –Cadena de custodia –Contaminación Detección, Identificación e Individualización Seguridad

Un repaso Biología Básica y ADN

LA CÉLULA Unidad básica de vida Persona promedio tiene ~ 100 trillones Cada una con la misma programación genética “ADN Nuclear” la “Huella Genética”

Términos Genéticos Gen: Unidad básica de herencia Locus:Localización de un gen en un cromosoma Cromosoma : Estructura física que contiene genes

Términos Genéticos Alelo: Formas alternativas de un gen --A o a --Hereda un alelo de cada padre Homocigoto: Si ambos alelos en un par son iguales Heterocigoto: Si los alelos en un par son diferentes

ADN: La Estructura y la Historia

¿Qué es ADN? Como biólogo: azúcar ribosa (5 carbono) base nitrogenada grupo (s) fosfato Estructura: (ácido deoxyribonucléico) Polímeros de nucleótidos

Bases y enlazes de hidrógeno

Estructura de ADN Cada fosfato está conectado por un lado al 5’ carbono de una molécula de azúcar y por el otro lado al 3’ carbono de una molécula de azúcar adyacente. Por convención, las secuencias de ADN son leídas en dirección de 5’ a 3’ Esta orientación brinda polaridad a la columna: siempre hay un comienzo de 5’ y un final de 3’

¿Qué es ADN? Como perito: K.I.S.S. “La huella de la vida” Nucleótidos: Las letras (bases) que se unen como palabras; palabras en oraciones (genes); oraciones específicas en un libro (código genético de un organismo individual) Los componentes estructurales: A, C, T, G

Información Volúmenes en un conjunto de Enciclopedias Información ImpresaInformación genética

ðCopyright ðGenelex Corporation Identificación de Información Información Impresa Volumen, Página, Número de Línea Información Genética Cromosoma, Locus 

Estructura de ADN El orden de las bases nucleótidas a lo largo de la cadena provee información que especifica la composición de un individuo Esta información explica cómo se determina el__________ de una persona GENOTIPO

En todas las células nucleadas de un organismo; el núcleo, mitocondria (y cloroplastos) de eucariotas; el nucleoide de procariotas ¿Dónde se encuentra el ADN? Como perito: Como biólogo: En cada célula del cuerpo

¿Por qué usar ADN? Como biólogo: Estabilidad; replicación precisa; heredado por los hijos Similitud entre individos: 99.5% similitud Polimorfismos: 0.5% de diferencia es suficiente para distinguir entre individuos (excepto entre gemelos idénticos) Como perito: Material genético que constituye a un individuo y puede ser utilizado para identificar a dicho individuo

¿Qué es un marcador de ADN? “Marcardores de AND son un atajo de información que puede ser obtenida de secuencias” Polimorfosmos genéticos (diferencias) que pueden distinguir un individuo/grupo de otro La resolución obtenida depende de la selección de marcador(es) y la base de datos de la población utilizada para comparación/compatibilidad

TRIVIA “Leer la secuencia de ADN de un ser humano podría tomar 140 años- si fueses a leer una base por segundo, 24 horas al día, sin detenerte. La (frustrante) realidad es que cuando termines no vas a saber nada de la persona, excepto si murió (y tuvo que pagar impuestos!) varios años antes de que su secuencia de ADN fuese leída.”

Historia de ADN 50vo Aniversario (2003) de la publicación de Watson and Crick sobre la estructura de ADN “El problema que enfrentan todos los historiadores es saber por dónde comenzar” J. Watson, The DNA Story, 1981

De todos los fenómenos a nuestro alrededor lo más complicado de entender es la vida misma… ¿Existe en realidad algún elemento común que una a todas las cosas vivientes, ya sea hombre o microbio? ¿Qué es lo que predetermina la continuidad de la vida y la renovación eterna de generación en generación? Sólo nosotros, viviendo en el fin del siglo veinte, hemos sido lo suficientemente suertudos de encontrar respuestas a estas preguntas tan antiguas como Adán.” De: “Unraveling DNA” por Maxim D. Frank-Kamentetskii, 1993

Eventos Históricos: del siglo 17 hasta mediados del siglo ’s: van Leeuwenhoek: primer microscopio simple 1694: Camerarius: experimentos de polonización y descubre el “sexo” en las plantas florídas –170 años antes de los experimentos Mendelianos : Malthus, Lamarck y Darwin publicaron sobre evolución y “sobrevivencia del más apto”

Mediados del siglo 19 a comienzos del siglo : Mendel describe las unidades hereditarias : Kossel descubre purinas; Flemming descubre los cromosomas; Altmann nombra los “ácidos nucléicos” 1899: Primer Congreso Internacional de Genética en Inglaterra 1905: W. Bateson introduce la palabra “alelo”, “heterocigoto” (línea impura); homocigoto (línea pura) 1908: G. Hardy y W. Weinberg formularon el principio H-W de genética poblacional

Los próximos 100 años 1915: columna de fosfato propuesta para conectar las bases de ADN 1931: Griffith descubre “transformación”; McClintock muestra recombinación en elotes (“genes saltarines”) 1944: Avery, MacLeod, McCarty muestran que el ADN es material genético 1952: Hershey y Chase demostraron que el ADN contiene material genético Comienzos de los ‘50: R. Franklin y M. Wilkins –Cristalografía por rayos X demuestra que el ADN existe como dos cadenas enredadas entre ellas en forma espiral o de hélice 1953: Watson y Crick describen/publican sobre la estructura de doble hélice del ADN 1973: Genes eucarióticos clonados a plasmidios bacterianos –1974: Moratoria mundial de experimentos de ADN recombinante

Tarde en el siglo : se posibilita determinar secuencias de ADN 1983: primera versión de “GeneBank" creada para almacenamiento de secuencias de ADN 1989: Mullis desarrolló el “Polymerase Chain Reaction” (PCR) ****evento significativo para biología molecular y biología forense 1995: se determina secuencia de primer genoma bacteriano 1996: se determina secuencia de primer genoma eucariótico –2000: Proyecto de genoma humano: 20 centros de secuencia haciendo secuencias 1000 bp/sec, 24 hrs/día, 7días/semana –2003: > 98% del genoma humano (parte con contenido de genes) secuenciado (99.9% precisión)-$3 Billiones

¿Cómo se apila el genoma humano? OrganismoTamaño del genoma (Bases) Genes Estimados Humano (Homo sapiens)3 billiones30,000 Ratón de laboratorio (M. musculus)2.6 billiones30,000 “Mustard weed” (A. thaliana)100 milliones25,000 Ascáride (C. elegans)97 milliones19,000 Mosca (D. melanogaster)137 milliones13,000 Levadura (S. cerevisiae)12.1 milliones6,000 Bacterias (E. coli) 4.6 milliones3,200 Virus de inmunodeficiencia humana (HIV)

¿Y más allá? 1997: Dolly la oveja clonada 1998: Dolly está embarazada 2003: eutanacia de Dolly debido a cancer de pulmón y otras complicaciones

2005: Caninos y equinos clonados Snuppy fue clonado –En Korea: > 1000 huevos/clones; 2 partos; un cachorro Prometea clonó de padre castrado –Células de la piel utilizadas; 34 embriones; 1 parto

¿En qué se relaciona esto con biología forense? Aplicación de la ciencia de ADN a la ley Historia Paralela 1985: A. Jeffreys desarrolla perfiles de ADN –1986: perfiles de ADN utilizados para resolver un crimen 1988: El FBI comienza a utilizar ADN en casos 1992 & 1997: Reportes NRC I & II : “reglas” para evaluar perfiles y análisis de ADN 1993: Primer estuche de STR disponible (un locus) 1995: Juicio de O.J. Simpson: los perfiles de ADN se convierten en un palabra “house-hold” 1997: 13 core STR loci definidos: P d > 1: 9.6 x : Promega lanza estuche de 16 loci: P d > 1: 1.8 x 10 17

Receso