Estructura y Variabilidad del Genoma Humano: Polimorfismos, Marcadores Genéticos y Aplicaciones Forenses

Organización del ADN Humano: Secuencias Codificantes y Repetitivas

El genoma humano se caracteriza por una distribución específica de secuencias:

• ADN Codificante: Constituye menos del 4% del total. Incluye genes y secuencias relacionadas (intrones, genes reguladores, etc.).
• ADN No Codificante: Representa la mayor parte del genoma. Incluye secuencias extragénicas sin función conocida.

Para el estudio del ADN humano, el criterio de repetitividad es fundamental, permitiendo diferenciar las siguientes secuencias:

ADN de Secuencia Única

Secuencias que aparecen una sola vez en el genoma. Pueden ser:

• Codificantes.
• No codificantes.

ADN Repetitivo

Aproximadamente el 50% del genoma está compuesto por secuencias que se repiten un número variable de veces. Se clasifica en:

• Codificante: Constituye una pequeña parte del ADN repetitivo.
• No Codificante: Se divide en repetitivo en tándem y repetitivo disperso.

ADN Repetitivo en Tándem

Son secuencias que se repiten una detrás de otra con una localización cromosómica específica (locus específico). Se clasifican según el tamaño del fragmento total:

• ADN Satélite: Una secuencia se repite en tándem miles de veces.
• ADN Minisatélite: Secuencias de 6 a 25 nucleótidos que se repiten en tándem.
• ADN Microsatélite: Secuencias de 2 a 6 nucleótidos que se repiten en tándem.

ADN Repetitivo Disperso

Secuencias que se repiten de forma dispersa por todo el genoma. Pueden ser:

• Elementos Nucleares Dispersos Cortos (SINE): Short Interspersed Nuclear Elements.
• Elementos Nucleares Dispersos Largos (LINE): Long Interspersed Nuclear Elements.

Polimorfismos y Variabilidad Genética

Los polimorfismos son variaciones en la secuencia de un locus específico. Cada una de las alternativas de un mismo locus se denomina alelo. El conjunto de todos los alelos de un individuo constituye su genotipo.

Clasificación de Polimorfismos

Los polimorfismos en loci pueden ser:

• Codificantes: Originan los distintos fenotipos.
• No Codificantes: No tienen reflejo directo en el fenotipo, pero contribuyen a la variabilidad genética interindividual.

Tipos de Polimorfismos

1. Polimorfismos de Longitud

Son variaciones en la longitud de la secuencia de un locus debido a inserciones o deleciones de uno o varios nucleótidos. Los polimorfismos de longitud (minisatélites y microsatélites) se denominan marcadores genéticos y permiten diferenciar un individuo de otro.

Los distintos alelos de un marcador se nombran: nombre del marcador + n.º de repeticiones de la secuencia. Los marcadores genéticos de longitud pueden ser:

• Repeticiones en Tándem de Número Variable (VNTR): Son polimorfismos minisatélite hipervariables.
• Repeticiones en Tándem Cortas (STR): Son polimorfismos microsatélite.

2. Polimorfismos de Secuencia

Son variaciones de uno o más nucleótidos en la secuencia de un locus. Los más importantes son los Polimorfismos de Nucleótido Simple o Único (SNP), que son variaciones puntuales de un único nucleótido.

Huella Genética o Perfil Genético

Aunque los individuos de una misma especie comparten gran parte de su secuencia de ADN, existen determinadas regiones variables que son propias de cada sujeto. Estas regiones variables se denominan polimorfismos. El conjunto de polimorfismos propios de un individuo se denomina huella genética o perfil genético.

Aplicaciones Forenses: El Cromosoma Y y los Marcadores STR

El cromosoma Y es un cromosoma acrocéntrico pequeño que no sufre recombinación durante la meiosis. Por esta razón, se utiliza en estudios forenses, ya que todo el cromosoma es un grupo de ligamiento que se hereda en conjunto.

El estudio del cromosoma Y con fines forenses se basa en polimorfismos de longitud, concretamente en las Repeticiones en Tándem Cortas (STR).

Todas las STR se encuentran en la zona no recombinante del cromosoma Y y, por lo tanto, se heredan en bloque de padres a hijos varones. Esta propiedad se utiliza para:

• Estudios de paternidad de varones cuando no existe ADN del padre, ya que se puede utilizar el ADN de otro varón de la familia (línea paterna).
• Estudios de la evolución de linajes paternos.