Huellas dactilares de ADN: Principios y técnicas de Huellas dactilares de ADN

Lea este artículo para aprender sobre las huellas dactilares de ADN: Principios y técnicas de la huella dactilar de ADN

Aspecto histórico:

El estudio de las huellas de los dedos, la palma y la suela se llama dermatoglifos.

Cortesía de imagen: www2.wmin.ac.uk/~redwayk/lectures/images/DNA_fingerprinting_01.jpg

Ha sido un tema de interés humano desde tiempos primitivos cuando el hombre solía buscar su alimento con la ayuda de huellas de animales. Sir William Herschel utilizó por primera vez la ciencia de las huellas dactilares como método de identificación en 1858. En la India, la ciencia de las huellas dactilares se descubrió por casualidad durante una investigación de asesinato en Jalpaiguri en 1897.

Alec Jeffreys (1984) inventó la técnica de toma de huellas dactilares de ADN en la Universidad de Leicester, Reino Unido. El Dr. VK Kashyap y el Dr. Lalji Singh iniciaron la tecnología de toma de huellas dactilares de ADN en India en el CCMB (Centro para Biología Celular y Molecular) de Hyderabad.

¿Qué es la huella dactilar del ADN?

Huellas dactilares de ADN (también llamadas tipificación de ADN o perfiles de ADN). Es una técnica para determinar secuencias de nucleótidos de ciertas áreas del ADN que son únicas para cada individuo. Cada persona tiene una huella dactilar de ADN única.

A diferencia de una huella digital convencional que se produce solo en la punta de los dedos y puede ser alterada por cirugía, una huella digital de ADN es la misma para cada célula, tejido y órgano de una persona. No puede ser cambiado por ningún tratamiento conocido. La forma ideal de distinguir a un individuo de otras personas sería su secuencia completa de ADN genómico.

Principio de la huella dactilar del ADN:

Por sus diferencias, aproximadamente el 0, 1% o 3 x 10 ⁶ pares de bases (de 3 x 10 ⁹ pb) proporcionan individualidad a cada ser humano. El genoma humano posee numerosas secuencias pequeñas no codificantes pero heredables de bases que se repiten muchas veces. Estas secuencias se producen cerca del telómero, los centrómeros, el cromosoma Y y el área heterocromática. El área con la misma secuencia de bases repetida varias veces se llama ADN repetitivo.

Pueden separarse como satélite del ADN a granel durante la centrifugación en gradiente de densidad y, por lo tanto, llamarse ADN satélite. En el ADN satélite, la repetición de las bases se realiza en tándem. Dependiendo de la longitud, la composición de la base y el número de unidades repetitivas en tándem, los ADN satelitales tienen subcategorías como microsatélites y mini satélites. Los ADN satelitales muestran polimorfismo. El término polimorfismo se usa cuando una variante en un lugar está presente con una frecuencia de más de 0.01 habitantes.

Las variaciones se producen debido a mutaciones. Mientras que las mutaciones en los genes producen alelos con diferentes expresiones, las mutaciones en el ADN repetitivo no codificante no tienen un impacto inmediato.

Estas mutaciones en las secuencias no codificantes se han acumulado con el tiempo y forman la base del polimorfismo del ADN (la variación a nivel genético se debe a mutaciones). El polimorfismo de ADN es la base del mapeo genético del genoma humano, así como la huella dactilar de ADN.

Las repeticiones cortas de nucleótidos en el ADN son muy específicas en cada individuo y varían en
Número de persona a persona pero son heredados. Estas son las 'Repeticiones en Tándem de Número Variable' (VNTRs). Estos también son llamados "minisatélites". Cada individuo hereda estas repeticiones de sus padres que se utilizan como marcadores genéticos en una prueba de identidad personal.

Por ejemplo (Fig. 6.39), un niño puede heredar un cromosoma con seis repeticiones en tándem de la madre y el mismo tándem repetido cuatro veces en el cromosoma homólogo heredado del padre. La mitad de los alelos VNTR del niño se parecen a la madre y la otra mitad a la del padre.

Técnica para la toma de huellas dactilares de ADN (Fig. 6.40):

(i) El ADN se extrae de los núcleos de los glóbulos blancos o de los espermatozoides o de las células del folículo piloso que se adhieren a las raíces de los pelos que se han caído o se han extraído.

(ii) Las moléculas de ADN se rompen primero con la ayuda de la endonucleasa de restricción enzimática (llamada cuchillo químico) que las corta en fragmentos. Los fragmentos de ADN también contienen los VNTRs.

(iii) Los fragmentos se separan según el tamaño por electroforesis en gel.

(iv) Los fragmentos de un tamaño particular que tienen VNTR se multiplican a través de la técnica de PCR. Se tratan con productos químicos alcalinos para dividirlos en ADN de una sola hebra.

(v) Los fragmentos separados de ADN monocatenario se transfieren a una membrana de nailon.

(vi) Las sondas de ADN radiactivo que tienen secuencias de bases repetidas complementarias a posibles VNTR se vierten sobre la membrana de nailon. Algunos de ellos se unirán a los VNTR de una sola hebra. El método de hibridación del ADN con sondas se denomina Southern Blotting, después del nombre del inventor, EM Southern (1975). La membrana de nylon se lava para eliminar las sondas extra.

(vii) Se expone una película de rayos X a la membrana de nylon para marcar los lugares donde las sondas de ADN radioactivo se han unido a los fragmentos de ADN. Estos lugares están marcados como bandas oscuras cuando se desarrolla la película de rayos X. Esto se conoce como autorradiografía.

(viii) Las bandas oscuras en la película de rayos X representan las huellas dactilares del ADN (= perfiles de ADN).

Aplicaciones de las huellas dactilares de ADN:

(i) Individualidad:

Al igual que la huella dactilar de la piel (matematogramas), la huella dactilar de ADN puede ayudar a distinguir a un ser humano de otro con excepción de los gemelos monocigóticos.

(ii) Disputas de paternidad / maternidad:

La huella dactilar de ADN puede identificar a la verdadera madre genética, al padre ya la descendencia,

(iii) Linaje humano:

Se está estudiando el ADN de varios probables para descubrir el linaje humano,

(iv) Enfermedades hereditarias:

La técnica está siendo utilizada para identificar genes relacionados con enfermedades hereditarias,

(v) Forense:

La huella dactilar de ADN es muy útil para la detección de delitos y acciones legales. Las huellas dactilares de ADN han demostrado que Dhanu, la bomba humana, fue el verdadero asesino de Shri Rajiv Gandhi, el ex Primer Ministro de la India.

(vi) Sociología:

Puede identificar grupos raciales, su origen, migración histórica e invasiones. La genografía es el estudio de la historia migratoria de las especies humanas.