Polimorfismos Genéticos y Huella Genética: Marcadores STR, VNTR y SNP en Genética Forense

Polimorfismos genéticos

Polimorfismos: variaciones en la secuencia de un locus específico con una frecuencia en la población superior al 1%.

Alelo: cada una de las secuencias alternativas de un mismo locus. Los polimorfismos en loci codificantes se traducen en diferencias fenotípicas, y el resto contribuye a la variabilidad genética interindividual, con gran utilidad en genética forense.

Polimorfismos según el tipo de variación

De longitud

Variación en la longitud de la secuencia de un locus debido a delecciones o inserciones de uno o más nucleótidos.

De secuencia

Variación de uno o más nucleótidos en la secuencia de un locus.

• Polimorfismo de nucleótido simple o único (SNP): variaciones puntuales de un único nucleótido. Suelen ser dialélicos y aparecen en una de cada 1000 nucleótidos.

Marcadores genéticos

Son polimorfismos que nos permiten diferenciar a un individuo de otro y se transmiten por herencia mendeliana. Cada individuo tiene 2 alelos por marcador, y cada alelo se denomina con el nombre del marcador seguido del número de repeticiones de la secuencia básica.

Según su tamaño

• Repetición en tándem de número variable (VNTR): minisatélites polimórficos hipervariables (tamaño grande, 500-10 000 nucleótidos).
• Repeticiones en tándem cortas (STR): microsatélites polimórficos con secuencia básica de 3-4 nucleótidos. Se repite un número diferente de veces en cada alelo (~50), dando un tamaño final de ~500 nucleótidos.

Huella genética

Combinación de alelos de varios marcadores genéticos que posee un individuo.

A mayor número de marcadores analizados y de alelos descritos, mayor posibilidad de que una combinación de alelos sea única.

Métodos de obtención

Polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción (RFLP)

Análisis de varios VNTR mediante polimorfismos de longitud de fragmentos de restricción, empleando la técnica Southern blot:

1. Digestión del ADN de un individuo con una enzima de restricción, generando fragmentos, algunos con el VNTR concreto.
2. Separación de fragmentos por electroforesis.
3. Transferencia de los fragmentos del gel a una membrana de nailon o nitrocelulosa.
4. Hibridación con sondas radiactivas específicas de los VNTR que se analizan.
5. Autorradiografía de la membrana hibridada.

Resultado: depende de la sonda usada.

• SLP (polimorfismo de locus simple): 1 o 2 bandas según el sujeto sea homocigoto o heterocigoto para ese VNTR.
• MLP (polimorfismo de locus múltiple): se obtiene un patrón de bandas característico de ese individuo.

La probabilidad de discriminar a dos individuos depende del número de VNTR analizados y de la variación alélica de cada uno de ellos. Es una buena técnica, pero no apta para criminalística.

Inconvenientes: requiere mucho ADN y que este tenga un alto grado de integridad.

Análisis de STR mediante PCR

Soluciona los inconvenientes del RFLP: puede realizarse a partir de 1 molécula de ADN y, al amplificar fragmentos de ~500 nucleótidos, no se ve tan influido por la degradación.

Escalera alélica: cada alelo del STR se separa mediante electroforesis en gel de poliacrilamida.

• Homocigoto: 1 banda.
• Heterocigoto: 2 bandas.

Para un STR, la probabilidad de que dos sujetos tengan el mismo genotipo es superior a 1/100. Sin embargo, analizando varios STR (15) más 1 marcador sexual, esta probabilidad baja a 1 entre 1000 millones.

CODIS: kits genéticos para obtener la huella genética

• Todos los STR analizados se amplifican a la vez mediante PCR múltiple.
• Uso de cebadores fluorescentes.
• La huella genética se obtiene mediante análisis de fragmentos con un secuenciador de primera generación basado en electroforesis capilar (se marcan grupos de 3-5 STR con el mismo núcleo; los picos corresponden a los STR).

Análisis de SNP

Ventajas:

• Poseen una tasa de mutación muy baja.
• Al afectar a un solo nucleótido, es más probable que se conserven en ADN degradado.

Inconvenientes:

• El poder de discriminación de un SNP es muy bajo, ya que es un marcador dialélico.
• Es necesario analizar miles de SNP para obtener un poder de discriminación superior al del análisis de STR.