El ADN en su aplicación forense

ADN: estructura y función

El ADN, abreviatura de ácido desoxirribonucleico, es una molécula que contiene el código genético de cada organismo. Así como los planes de un arquitecto, el ADN contiene las instrucciones esenciales para la construcción de las células y regulación de sus funciones.

En términos de estructura, el ADN se compone de dos cadenas largas hechas de moléculas más pequeñas llamadas nucleótidos que se unen para formar una escalera de caracol llamada doble hélice (ver ilustración). Todos los nucleótidos contienen una molécula de fosfato, una molécula de azúcar y una de cuatro bases: adenina (A), citosina (C), guanina (G) o timina (T). Cada base está vinculada a una base complementaria en el lado opuesto (A con T y C con G) de tal modo que forma los peldaños de la escalera. El genoma humano tiene aproximadamente tres mil millones de estos pares base y es la secuencia que controla la información registrada que se expresa en nuestros genes.

Las células contienen ADN nuclear y ADN mitocondrial. El ADN (ADNn) se encuentra en el centro de control de una célula: el núcleo. Este ADN contiene todo el bagage genética de un individuo almacenado dentro de veintitrés pares de cromosomas. El ADN mitocondrial (ADNmt) se refiere al ADN circular que se encuentra sólo dentro de las estructuras llamadas mitocondrias que generan la energía de las células.

El ADN nuclear y mitocondrial difieren en aspectos importantes. A medida que cada célula contiene sólo una copia de ADN nuclear, aquella puede contener más de 10 000 copias de ADN mitocondrial. Por otra parte, el ADN nuclear es una combinación de genes de ambos padres, mientras que el ADN mitocondrial se hereda sólo de la madre.

Análisis del ADN

Como las huellas digitales, cada individuo tiene su propia secuencia única de ADN. Cuando un investigador forense intenta identificar a una persona, crea un perfil genético - un conjunto de valores numéricos que son únicos para esa persona. Para ello, el ADN se extrae primero de una pieza de evidencia. Una técnica conocida como reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real (PCR) se emplea para detectar y cuantificar la cantidad de ADN presente. Copias exactas de segmentos específicos de ADN se hacen de un proceso llamado "amplificación". Otra técnica conocida como "electroforesis en gel" separa los diferentes segmentos de ADN de acuerdo a su tamaño. La muestra es buscada por las zonas especiales de ADN que se repiten. Aunque los humanos comparten 99% de su ADN, estos segmentos en particular, llamados repeticiones cortas en tándem (Short Tandem Repite: STR) son muy variables de un individuo a otro. Dado que cada persona hereda genes diferentes de ambos padres, todos los individuos tienen una serie particular de marcadores STR. Por lo tanto, la posibilidad de que dos personas no relacionadas tengan la misma estructura es muy baja. Por lo tanto, los "perfiles" de ADN se pueden utilizar durante un proceso de identificación.

La identificación del sexo es una parte importante en la creación de un perfil de ADN. Para determinar el sexo a partir del ADNn, los analistas utilizan el hecho de que los individuos del sexo femenino tienen dos cromosomas X y que los del sexo masculino tienen un cromosoma X y un cromosoma Y, para identificar los genes que difieren entre los hombres y las mujeres. Las tres técnicas más utilizadas para la identificación del sexo en las investigaciones forenses es el gen SRY, el gen de amelogenina o secuencias repetitivas en el cromosoma Y (Y-STR).

El gen SRY es responsable del desarrollo de fetos masculinos. Por lo tanto, su presencia sugiere que el individuo es de ese sexo, mientras que su ausencia sugiere más bien el sexo opuesto. La técnica del gen amelogenina se dirige a un gen localizado tanto en el cromosoma X como en el cromosoma Y.  La secuencia de este gen es más larga en hombres que en mujeres y una vez visualizada, la longitud se puede utilizar para determinar el sexo de un individuo. La técnica  Y-STR busca específicamente las secuencias repetitivas de ADN en el genoma nuclear, o sea repeticiones cortas de ADN en el cromosoma Y que se encuentra sólo en los hombres. Porque los hombres han heredado de sus padres esta parte de su cromosoma Y, la técnica también puede ser utilizada para pruebas de paternidad.

El ADN mitocondrial también puede ser utilizado para explorar los vínculos familiares, porque pasa exclusivamente de la madre al hijo, y refleja/traza la línea materna. El mayor número de ejemplares presentes en el ADN mitocondrial permite que una cantidad mayor de ADN sea recuperado para su análisis, ello hace al ADNmt particularmente útil para el análisis de material degradado o dañado.

Deterioro del ADN

El deterioro se define como la descomposición o destrucción de las estructuras celulares después de la muerte. Ya que el ADN está contenido en la célula, la exposición de tejidos al medio ambiente, fuego, agua o productos químicos, puede eventualmente conducir a la degradación física de las cadenas de ADN o a la alteración de su estructura química. Estos cambios pueden dar lugar a atribuciones erróneas de pares de bases y la identificación errónea de una especie o un individuo. Si la muestra se ha deteriorado, los responsables del análisis de ADN deben tener especial cuidado para asegurarse de que están probando el material adecuado. Es importante que las muestras se recojan y se extraigan evitando la contaminación. Cualquier error podría dar lugar a la creación de un perfil falso. Todos los análisis deben repetirse más de una vez para controlar la influencia de los cambios químicos. En general, el equipo de análisis de ADN deben estar muy limpio y seguir protocolos estrictos para garantizar que los resultados sean justos y precisos.

Amplificación de ADN

Para maximizar la cantidad de ADN de muestras degradadas, a menudo se deben hacer copias adicionales de ADN. Este proceso se llama amplificación de ADN. Una reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es un método artificial del proceso de replicación del ADN, es similar a la de la replicación celular normal. Para realizar una PCR, una muestra de ADN debe ser combinada con una enzima, y otros productos químicos. La solución se calienta para activar la enzima y para separar el ADN de doble cadena. Cuando una nueva hebra de ADN se separa del ADN original, la enzima utiliza los nucleótidos libres para replicar una región específica. El calentamiento y enfriamiento repetido de la reacción se asegura de que el ADN se separe y se replique y todo el proceso completo se repite nuevamente. Dependiendo del nivel de deterioro de la muestra, son necesarias 30 a 60 repeticiones para reproducir ADN suficiente para su análisis.

Base de datos de ADN

Pese a todo, un perfil de ADN sin embargo, no puede identificar a un solo individuo. El perfil de una persona desconocida debe ser comparado con el ADN tomado de una fuente conocida con el propósito de hacer una identificación positiva. Para facilitar la identificación rápida y eficaz, ya varios países mantienen bases de datos disponibles para la investigación con un gran número de perfiles de ADN. Cuando un nuevo perfil se introduce en el sistema, se compara con todos los otros perfiles y si hay una coincidencia, el sistema calcula la significación estadística del resultado.

A manera de ejemplo digamos que el Servicio de Médicos Forenses de la Columbia Británica mantiene una de estas bases de datos. Los perfiles de ADN generados a partir de los restos no identificados dentro de la provincia se registran y se comparan con los perfiles de ADN provenientes de otros restos no identificados o prestados por familiares de personas desaparecidas.

De igual manera, el Banco de Datos de ADN de Ottawa mantiene dos bases de datos forenses de ADN: el registro de delincuentes convictos (Indice de Personas que Cometieron Delitos : COI) y el Registro de las escenas del crimen (Crime Scene Index: CSI). La base de datos COI incluye perfiles de ADN de los delincuentes condenados por delitos cometidos en el interior de Canadá, mientras que la base de datos CSI contiene los perfiles de ADN emitidos a partir de la evidencia encontrada en la escena del crimen o víctimas. La base de datos CSI contiene sólo ADN de un sospechoso potencial. Una vez que el perfil de ADN de un sospechoso entró en la base de datos CSI, se puede comparar con todos los perfiles de los delincuentes detenidos en Canadá y registrados en la base de datos COI o con otros perfiles de ADN contenidos en el base de datos CSI. Esto permite entonces verificar si el mismo sospechoso ha dejado huellas de ADN en otras escenas del crimen a través de Canadá.

Los Estados Unidos de América tiene una base de datos similar, llamada Sistema Combinado de Registros de ADN  (Sistema de Registro Combinado de ADN: CODIS), que es gestionada/mantenida por la Oficina Federal de Investigaciones (Federal Bureau of Investigation).

"Caso abierto" ó ´´cold case´´

Los avances en la investigación del ADN y la ampliación/expansión de bases de datos de ADN, como las mencionados anteriormente, han sido particularmente útiles en la solución de un "caso abierto" ó ¨cold case¨ (caso frío). Un "caso abierto" es un término inglés usado en la comunidad judicial/legal para referirse a un delito o accidente que no ha sido resuelto todavía, pero que ya no está bajo investigación. Estos casos se remontan a veces sólo a unos pocos años atrás o a más de 100. Implican ya sea un delito como el asesinato, un accidente como el de un avión o la identificación de los soldados desaparecidos durante una guerra o un conflicto. Los investigadores se  animan a reabrir un "cold case" con el advenimiento de las nuevas tecnologías o si se obtiene nueva información. Por ejemplo, un caso de estos se puede reabrir porque los miembros de la familia fueron encontrados con vida y se puede hacer el análisis de ADN para identificar a la víctima - a veces hasta varias décadas después de la desaparición. Asimismo, el descubrimiento de restos humanos procedentes de un accidente de avión puede causar la reanudación del estudio de un registro sin resolver. En ambos casos, la evidencia de un "caso abierto" se considera nuevamente con la esperanza de identificar a la víctima o para determinar la causa de su muerte para que el archivo quede definitivamente cerrado.

Otras aplicaciones del ADN

En la mayoría de los casos el análisis forense del ADN humano es cada vez más utilizado para resolver los delitos relacionados con la vida silvestre. Varios países tienen leyes que protegen a especies en peligro de extinción para evitar que sean perseguidas o atrapadas. Sin embargo, algunos todavía pueden tratar de comprar y vender partes de animales como souvenirs turísticos, trofeos de caza o con fines medicinales. Por lo tanto, los funcionarios de la vida silvestre deben ser capaces de identificar las especies en peligro de extinción y distinguirlas de aquellas que pueden ser cazadas legalmente. Esto puede ser difícil si sólo una parte del animal es encontrada o se ha transformado con fines medicinales o en joyas y ornamentos. En estos casos, el ADN puede ser utilizado para identificar la especie, e incluso a veces a determinar el área geográfica de donde proviene el animal. Con la tecnología actual es incluso posible encontrar una coincidencia o correspondencia para cantidades muy pequeñas de material o de muestras degradadas. Al igual que en el caso de análisis forense humanos, los resultados de ADN sobre la vida silvestre puede ser empleado en el tribunal para condenar a una persona culpable de una actividad ilegal.

Redacción del informe

Un informe es una descripción formal de un caso o investigación. Un informe forense explica lo que los investigadores han hecho, la forma en que lo han logrado y lo que piensan es la mejor interpretación posible. Es muy importante porque tiene que ser capaz de explicar los resultados de una investigación y, posiblemente, a un juez y potencialmente a un jurado, y estas personas no han asistido/presenciado el crimen o la investigación. En algunos paises no existe un protocolo específico para la preparación de un informe de este tipo, pero los científicos deben abordar los siguientes puntos:

•El informe de síntesis

•El contexto de la investigación (como el autor se involucró en ella)

•Las calificaciones del autor (que permite que sea considerado como una autoridad en el tema)

•Los materiales, métodos y límites (que trabajo se hizo, cómo y por qué, y los problemas encontrados para profundizar la investigación y / o análisis)

•Los resultados (lo que involucran los indicios)

•La interpretación de los resultados (lo que significan los indicios)

•Las conclusiones (un segundo resumen corto del informe que recuerda los descubrimientos y su importancia)

•La bibliografía (cuales fueron las fuentes de información utilizadas: bibliografía especializada, entrevistas, etc).