Actuaciencia: Perfiles de ADN en paternidad

Herencia de los marcadores microsatélites STRs (short tandem repeats). Los numerosos genotipos permiten diferenciar a un cromosoma de otro en el individuo, a un individuo de otro, y establecer sus relaciones de parentesco.

Gracias a esta tecnología se acabó el concepto de "madre soltera" y los hijos no reconocidos

Albert Solà el auténtico Rey de España. La paternidad biológica se considera acreditada cuando la probabilidad de paternidad es mayor al 99.9%

La hija no reconocida del Duque de Medina Sidonia

¿Habrá conseguido demostrar que su padre es su padre?

¿Qué son los STRs?

La mayoría de nuestro ADN es idéntico al de otras personas. Sin embargo, hay regiones heredadas de nuestro ADN que pueden variar de una a otra persona. Las variaciones de la secuencia del ADN entre individuos se denominan "polimorfismos". Las secuencias con grado máximo de polimorfismo son muy útiles para el análisis de ADN en casos de pruebas de paternidad. Esta Actividad se basa en analizar la herencia de un tipo de polimorfismos de ADN conocido como "repeticiones cortas en tándem" o, de forma abreviada, STR (del inglés Short Tandem Repeats).

Las STR son secuencias cortas de ADN de una longitud entre 2 a 5 pares de bases, que se repiten muchas veces de forma consecutiva, por ejemplo:

Repeticiones de trinucleótidos: CAGCAGCAGCAG ...

La secuencia tetramérica repetida es GATAGATAGATAGATA...

Los polimorfismos en STR se deben al distinto número de copias del elemento repetido que puede aparecer en una población de individuos.

STR habitualmente utilizados para el estudio de paternidad. Los STR reciben el nombre de acuerdo a su ubicación. Por ejemplo: VWA por el factor Von Willenbrand o D3S1358 ya que corresponde a una determinada región en el cromosoma 3. * incluidos en ensayo comercial AmpFISTR IdentifilerTM (Applied Biosystems). ** incluidos en ensayo comercial Powerplex16 (Promega).

Amplificación de STRs y detección por electroforesis en geles verticales de poliacrilamida

Representación de los pasos que involucra el análisis de fragmentos de ADN por electroforesis capilar (EC).

¿Es necesario que se estudie a la madre?

Se podría asumir que en un estudio de paternidad no es necesario incluir a la madre. En casos en donde hay cierto grado de parentesco entre los dos progenitores (primos, relaciones incestuosas) es necesario identificar con certeza el alelo heredado de la madre. De esta manera, podemos alcanzar IPs más altos y probabilidades de paternidad también más altas y, por lo tanto, más seguras.

Índice de paternidad

Este índice expresa cuántas veces es más probable que el presunto padre sea de verdad el padre biológico. El índice de paternidad (IP) es más fiable cuando se trabaja con alelos poco frecuentes.

Los STR empleados se heredan de manera independiente (están en cromosomas distintos). Por lo tanto, es posible calcular la probabilidad para todos los STR utilizados, multiplicando los IP de cada uno de ellos. Es lo que se llama IP combinado. Por lo tanto, el IP combinado es la probabilidad de paternidad (PP)

PP = IP/IP+1

Por lo tanto, la PP se acercará a 100% en la medida que el IP combinado sea más alto.

EJERCICIOS

1 PREGUNTA: Interpreta este gel de electroforesis y deduce si el parentesco marcado entre las cinco personas puede ser real

2 PREGUNTA: Interpreta este gel de electroforesis y deduce si el parentesco marcado entre las cinco personas puede ser real

3 PREGUNTA: Existen sospechas de que se han intercambiado tres bebés nacidos el mismo día en la misma maternidad. Ante el escándalo mediático, los responsables del hospital se apresuran a realizar las pruebas de paternidad. ¿De qué pareja es hijo cada uno de los bebés?

Solución: El bebé 1 es hijo de la pareja B; el bebé 2 es hijo de la pareja C; el bebé 3 es hijo de la pareja A

4 PREGUNTA: D7S280 es uno de los 13 loci genéticos STR del núcleo CODIS del FBI.

Este ADN se encuentra en el cromosoma 7 humano. Alelos diferentes de este locus tienen entre 6 y 15 repeticiones en tándem de la secuencia "gata". ¿Cuántas repeticiones hay en la secuencia mostrada a continuación? Observe que una de las secuencias tetraméricas es "gaca", en lugar de "gata"

1 aatttttgta ttttttttag agacggggtt tcaccatgtt ggtcaggctg actatggagt

61 tattttaagg ttaatatata taaagggtat gatagaacac ttgtcatagt ttagaacgaa

121 ctaacgatag atagatagat agatagatag atagatagat agatagatag atagacagat

181 tgatagtttt tttttatctc actaaatagt ctatagtaaa catttaatta ccaatatttg

241 gtgcaattct gtcaatgagg ataaatgtgg aatcgttata attcttaaga atatatattc

301 cctctgagtt tttgatacct cagattttaa ggcc

Si diseñamos unos primers para amplificar este fragmento. ¿Cuánto mediría el fragmento en nucleótidos? Si este fragmento tuviese solo 3 repeticiones GATA y lo amplificásemos con los primers anteriores ¿Cuántos nucleótidos tendría ahora el fragmento amplificado?

5 PREGUNTA: ¿Qué es un alelo? Explícalo en el caso de los STRs

6 PREGUNTA: ¿Un alelo es un polimorfismo?

Solución: Un polimorfismo se caracteriza porque diferentes individuos presentan distintos nucleótidos o variantes en una posición concreta del genoma, que se denomina locus. A cada posible variante se le denomina alelo

7 PREGUNTA: Individuo 1: gatagatagatagatagatagatagatagatagatagatagatagatagacagata

Individuo 2: gatagatagatagatagatagatagatagatagatagatagatagatagatagata

Los individuos 1 y 2 ¿Presentan el mismo alelo? ¿Puede esta diferencia servir para estudios de paternidad? Razona tu respuesta

8 PREGUNTA: La ley exige que la exclusión de paternidad se demuestre en al menos dos marcadores. En la Tabla 2, hay unos resultados de un test de paternidad. ¿Podemos excluir la paternidad?

Solución: Hay 3 STR en que el hijo/a no presenta alelos del supuesto padre (FGA, D21S11 D18S51), lo que excluye la paternidad. En los otros STR, los supuestos padre e hijo/a comparten alelos con el mismo número de repeticiones por azar

9 PREGUNTA: basándote en la tabla 3 en la que muestran los perfíles genéticos, calcula la probabilidad de paternidad de ese caso concreto en el que también se muestran los perfiles de la madre

Solución: IP combinada 4.018.051. PP = 99.9999%

10 PREGUNTA: En la tabla anterior, el marcador D18S51 ¿Cómo se visualizaría hipotéticamente en un gel de electroforesis? ¿Cuál sería la banda más grande y cuál la más pequeña?

11 PREGUNTA: La ley exige que la exclusión de paternidad se demuestre en al menos dos marcadores. En la Tabla 2, hay unos resultados de un test de paternidad. ¿Podemos excluir la paternidad?