Laboratorio de Ciencias Forenses: Técnicas Genéticas, Ilerna

Laboratorio de Ciencias Forenses

2106 STOP STOP STOP STOP STOP STOP STOP 2 14 Laboratorio de Ciencias Forenses ILERNA Esmeralda Alonso 12 STOP STOP STOP 57DP 529UD3. Técnicas no genéticas y genéticas en medicina forense (IDMN) - PARTE II PARTE II. TÉCNICAS GENÉTICAS

Introducción a las Técnicas Genéticas

1. INTRODUCCIÓN
2. DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
3. ANÁLISIS GENÉTICOS MÁS FRECUENTES
4. APLICACIÓN DE LOS ANÁLISIS GENÉTICOS EN CIENCIAS FORENSES

ILERNA1. INTRODUCCIÓN Genética forense: parte de la genética y la medicina legal y forense que analiza la variabilidad genética humana (estudiando los ácidos nucleicos) para resolver problemas de identificación.

• Los principales problemas a resolver son: o Estudios de paternidad (lo veremos en la siguiente unidad) o Identificación de restos cadavéricos o Investigaciones criminalísticas a partir de todo tipo de muestras biológicas humanas (sangre, piel, pelo, semen, saliva, etc.).

Además, los estudios genéticos también nos permiten realizar los estudios microbiológicos para identificar el tipo concreto de microorganismo que tenemos en una muestra biológica. ILERNAÁcidos nucleicos (AN): moléculas encargadas de almacenar, transmitir y expresar la información genética de los seres vivos.

Ácidos Nucleicos y su Estructura

BACTERIAS NUCLEO PLANTAS MONGOS ABN ARN En todos los seres vivos (procariotas y eucariotas) se encuentran en dos formas: · ADN: encargado de almacenar la información y transmitirla a la herencia. Es donde se encuentran los genes. Es idéntico en todas las células de mi cuerpo. · ARN: encargado de la expresión de la información de los genes ya que sirve de molde para la síntesis de proteínas. Es lo que hace diferentes a las células de mi cuerpo NUCLEO Los AN son largas cadenas de nucleótidos: base nitrogenada + pentosa (azúcar) + fosfato AZUCAR NH2 Fosfato® A N N TO-P-O N N O Base nitrogenada SOTOCINA URACIL NUCLEOTIDOS OH Azúcar D JUNTOS NITROGENADA ILERNA TININA COPIA O=1-0 C o-Diferencias entre el ADN y el ARN

Diferencias entre ADN y ARN

ADN ARN Se compone de Adenina, Guanina, Timina y Citosina. Se compone de Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo Estructura de doble hélice 1 Estructura de cadena lineal En los eucariotas se encuentra en el núcleo celular Se encuentra en el citoplasma y el retículo endoplasmático rugoso RIBOSOMAS ARN FORENCE AON Es una pentosa desoxirriboşa AZUCAR Es una pentosa ribosa AZUCAR Contiene el código genético y el patrón para la síntesis de proteínas. GENETICA Posee distintas funciones dependiendo del tipo de ARN: copiar el ADN (ARNm), llevar a cabo la síntesis de proteínas (ARNt) o formar ribosomas (ARNr). FORMA FUNCIÓN Es el tipo de ácido nucleico con el que más vamos a trabajar en los laboratorios de CF ILERNAADN - = Adenina = Timina = Citosina = Guanina = Esqueleto azucar-fosfato ADN El ADN está formado por dos cadenas de ADN que forman una hélice. En el exterior queda el esqueleto formado por la pentosa y el fosfato. En el interior quedan las bases nitrogenadas que se emparejan según la complementariedad de bases: A SIEMPRE ESTÁN JUNTAS T G C ILERNAHUMANAS En las células eucariotas el ADN se encuentra dentro del núcleo, unido a unas proteínas (histonas).

Cromosomas y Células Humanas

PADRE MADRE - OMOLOGOS 23 pares cromosomas XX Genes núcleo × histonas célula ADN NH OH N O=P-O OH cromatina OH OH contiene la información genética MISMA INFORMACIÓN VARIE - INFORMACIÓN OMOLOGOS SINDROME DAUW 27 ALTERAN CROMOSOMAS ILERNAESPERMATOZOIDE OVULOS Las células humanas contienen 46 cromosomas organizados en forma de 23 parejas de cromosomas homólogos (contienen el mismo tipo de información, pero uno viene de la madre y otro del padre). *Excepto los gametos (óvulos y espermatozoides) que tienen la mitad del material genético, solo 23 cromosomas. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 HOMBRES 19 20 21 22 Y X 30 Las mujeres tenemos 2 cromosomas X y los hombres 1 cromosoma X y 1 cromosoma Y X MUJERES 080 D? ¿Crees que todas las células de mi cuerpo tienen el mismo ADN? ¿A qué se deben las diferencias que hay entre una neurona y de una célulaa de mi piel? ARN PROTEICO CAMBIA DE MOMENTO ADN PASA A PROTEINA REGULADORA SECUENCIA ACUERDO ¿Crees que todo el ADN puede pasar a proteína? ¿ Qué función tiene el resto? ·SE ENCARGA QUESE ENCARGA 1% ADN BASURA NOT HUMANOS ¿Cuál crees que el porcentaje de ADN que tenemos igual entre dos seres humanos? 99,99 % RATON CODIFICA 95%· El genoma humano está formado por aproximadamente 3,2 billones de nucleótidos de ADN > solo una proporción mínima (1% aprox.) corresponde con ADN codificante (qué da lugar a la producción de proteínas) y es lo que denominamos genes. · La gran parte del ADN está compuesta por secuencias reguladoras, que son las que determinan qué genes son traducidos a proteínas en cada momento y en qué células. • Dentro del genoma tenemos secuencias únicas (genes) y secuencias repetidas. SI NO SE REGULAN PRODUCT ENFERMO Individuo 1 3 Materna . CGATATTGOCAGCAGCAGATCGAATGTC ... Paterna CGATATTGCCAGCAGCAGCAGCAGATCGAATGTC .. . 5 5 Individuo 2 Materna CGATATTGCCAGCAGCAGCAGCAGATCGAATGTC ... Paterna CGATATTGCCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGATCGAATGTC .. . Este ADN repetitivo consiste en una misma secuencia de ADN que se repite un número diferente de veces en función del individuo. NUCLEOTIDOS SECUENCIA 7 REPITE IDENTIFICAR PERSONA ILERNA0 080

Dogma Central de la Biología Molecular

2. DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR DOGMA CONTINUAMENTE CONTINUAMENTE Replicación ADN Transcripción ARN Traducción Proteínas Dogma central de la biologia molecular PAR Este proceso solo ocurre antes de que una célula vaya a dividirse REPLICACIÓN COPIA Estos procesos ocurren constantemente en todas las células, ya que las proteínas son las que cumplen las funciones dictadas por el ADN. Es lo que diferencia a unas células de otras. CREA OTRA PARA 0 ILERNAADN POLIMERASA NUCLEOTIDOS Para la generación de las nuevas cadenas se mantiene la ley de complementariedad de bases - Ocurre en elnúcleo de las células antes de que vayan a dividirse. - Consiste en la generación de una copia de ADN idéntica al ADN de partida. - Principalmente interviene una proteina llamada ADN polimerasa. GC AT- -AT- GC- -TA- -C -AT- GC- TA- .CG - -A T- -T A -G -T A- A T C G LGC- GC- TA- TA AT - AT -CG- CG AT- -GC- TA -GC- GC TA TA- Nueva Vieja Vieja Nueva 1 Cadenas nuevas RADIACIÓN Cadenas conservadas REPLICACIÓN CANCER AT- GC TA MOLECULAS ILERNA Replicación LEE EL I COMPLEMENTOESQUEMA DEL PROCESO DE DIVISIÓN CELULAR WP/A IDENTICAL - 1 DNA replication CAS MISAS IDÊNTICAS 1 Two diploid cells Mitosis ? V M HACE ARN ¿Crees que todas las células de mi cuerpo se dividen con la misma frecuencia? REGENERAN PIEL HUESO NEURONAS NOSE ILERNA 5 @, REGENERESTranscripción POLIMERAZA 5 310 39 ¿Sabías qué ...? - Ocurre en el núcleo de las células constantemente. - Consiste en la generación de una cadena de ARN a partir del ADN. - Por tanto, la transcripción es el proceso que regula la expresión génica, es decir, qué genes se traducen en proteínas y cuáles no. CORIFICANTE ARN POLIMERAZA 1 CADENA - Principalmente interviene una proteina llamada ARN polimerasa. ADN Transcrito ARN polimerasa II Promotor TATAAA ADN Terminación Gene NUCLEOTIDOS COMPLEMENTARIO ILERNATraducción CITOPLASMA - Ocurre en los ribosomas de las células constantemente. AMINOACIDOS - Consiste en la generación proteínas a partir del ARN producido en la transcripción, por tanto, cada célula sintetizara unas proteínas diferentes. Aminoácidos cadena de Ribosoma proteína ARNt ARNm SINTESIO Las proteínas son largas cadenas de aminoácidos. Los ribosomas lo que hacen es ir leyendo el ARN de 3 en 3 nucleótidos (codón) y por cada 3 nucleótidos ponen un aminoácido. Así hasta que se produzca la transformación completa del ARN en aminoácidos. LEER FUNCION PROTEINA ILERNA

Análisis Genéticos Frecuentes

3. ANÁLISIS GENÉTICOS MÁS FRECUENTES COVID COPIAR ADN POLIMERASA PCR - Técnica utilizada para producir muchas copias de un ácido nucleico, con lo que el mecanismo es similar al de la replicación celular. El ciclo se repite muchas veces para obtener millones de copias idénticas. - Necesitamos: • ADN que queremos copiar. · DNA polimerasa. · Nucleótidos. ICETA • Primers/cebadores: pequeños fragmentos de ADN que le dicen a la DNA pol el fragmento de ADN que quiere amplificar. REPLICACION COPIA ADN POLIMERASA ACIDO NUCLEICO AUMENTA ADN doble cadena COPIA AMPLIFICA Desnaturalización ADN simple cadena Más de mil millones copias ADN DNA simple cadena Hibridación Cebador A Cebador B 1 Síntesis Polimerasa 30 CICLOS + 10000 AMPLIFICACIÓN PRAIMER CEBADOR Created in BioRender.com bioElectroforesis VISUALIZAR ADN - Técnica que permite visualizar los ácidos nucleicos y separarlos por su tamaño. - Lo que hacemos es poner el ADN en un gel que tiene poros de pequeño tamaño y lo sometemos a un campo eléctrico. Como el ADN tiene carga negativa, al someterlo a un campo eléctrico, viaja hacia el polo positivo. - Cuanto más pequeña es la molécula de ADN más viaja por el gei porque cabe mejor por los poros del gel. TAMAÑOS ELECTROFOLDES RESIS MW 100 pb 48179 48180 48181 48183 48184 48186 48188 NTC O C 0 CORRIENTE VIAJA POLO 1000 pb 900 pb $88 BB 600 pb 500 pb 400pb 300 pb 200 pb 818 pb 100 pb 6EL CON CEBADORESS USAR ILERNA + PEQUENOSecuenciación 46 GENES POLIMERAS PRAIMER ddTTP · ddATP . ddCTP LL . ddGTP dNTPs primer Gel de electroforesis capilar Detector Láser - El proceso es similar al de la replicación celular, necesito: 1 • ADN que quiero secuenciar • DNA polimerasa 2 3 • Primer/cebador que determina el fragmento que quiero secuenciar 4º Nucleótidos marcados con fluorescencia (cada uno de un color), de forma que puedo saber qué nucleótido se ha ido añadiendo en cada caso. [ COLOR C 110 CTGTGTGAAATTGT TA T C C GC T CA CA A T T C CA CA CA A 120 130 140 * Cromatograma ATCGGG Secuencia ILERNA - Técnica que permite determinar el orden de nucleotidos del ADN, puede ser el genoma completo de un individuo o solo de un fragmento que me interese.- Las técnicas de secuenciación han mejorado mucho en las últimas décadas, cada vez son más eficientes y se han reducido muchos los costes. MUCHOS DATOS L Las nuevas técnicas se denominan NGS (next generation sequencing) y permiten secuenciar genomas enteros, con muchas muestras a la vez y con un coste reducido. El problema es que se generan millones de datos que tienen que ser analizados por bioinformáticos para poder analizar todos esos datos. GTAACGCCATTGAATGOUDAT GGATGATA ILERNA