Perfil de ADN

Cuando se obtiene una muestra, como sangre o saliva , el ADN es solo una pequeña parte de lo que está presente en ella. Antes de poder analizar el ADN, este debe extraerse de las células y purificarse. Existen muchas maneras de lograrlo, pero todos los métodos siguen el mismo procedimiento básico. Es necesario romper las membranas celulares y nucleares para que el ADN quede libre en la solución. Una vez libre, el ADN se puede separar de los demás componentes celulares. Tras la separación del ADN en la solución, los restos celulares se pueden eliminar y desechar, dejando solo el ADN. Los métodos más comunes de extracción de ADN incluyen la extracción orgánica (también llamada extracción con fenol-cloroformo ), ^{[ 17 ]} la extracción con Chelex y la extracción en fase sólida . La extracción diferencial es una versión modificada de la extracción en la que el ADN de dos tipos diferentes de células se puede separar antes de purificarlo de la solución. Cada método de extracción funciona bien en el laboratorio, pero los analistas suelen seleccionar su método preferido en función de factores como el coste, el tiempo, la cantidad y la calidad del ADN obtenido. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

Además de concentrar el ADN, la extracción también lo separa de materiales que podrían degradarlo, como las nucleasas .

RFLP es una aplicación de la técnica Southern blot . Los científicos seleccionan una mezcla de enzimas de restricción , enzimas que "cortan" secuencias cortas y específicas en toda la muestra. La enzima se utiliza para digerir la muestra de ADN. La electroforesis en gel de ácidos nucleicos , que utiliza un campo eléctrico para hacer que las moléculas de ADN de diferentes tamaños se muevan a diferentes velocidades, se utiliza para realizar una separación inicial por tamaño.

En este punto, el ADN se ha separado por tamaño, pero sigue siendo invisible. Se presiona una fina membrana de nitrocelulosa o nailon sobre el gel durante un tiempo para que el ADN quede impreso en ella. A continuación, la membrana se hornea o se expone a luz ultravioleta para fijar permanentemente el ADN. Sobre esta membrana con el ADN fijado, se utiliza una sonda de hibridación para resaltar la parte del ADN que coincide con la secuencia de la sonda. La sonda suele ser radiactiva o quimioluminiscente, de modo que su ubicación se puede registrar como una imagen de las "bandas", cada una correspondiente a un grupo de tamaño de ADN que coincide con la sonda.

El análisis RFLP funciona comparando la posición de las bandas (que corresponde al tamaño de los fragmentos que coinciden con la sonda) entre diferentes personas.

La PCR es un método para amplificar cíclicamente fragmentos de ADN que coinciden con ciertos cebadores . Fue desarrollada en 1983 por Kary Mullis. Actualmente, la PCR es una técnica común e importante utilizada en laboratorios de investigación médica y biológica para diversas aplicaciones. ^{[ 20 ]} La amplificación se logra mediante la repetición cíclica de los siguientes tres pasos:

1. Desnaturalización : Calentar la mezcla que contiene ADN a 95  °C para que las dos hebras se separen entre sí.
2. Recocido : Enfriar la mezcla a 50-65  °C para que los cebadores puedan unirse al ADN formando pares de bases complementarias .
3. Extensión : Una ADN polimerasa comienza desde el punto donde el cebador se une al ADN (dúplex) y construye una cadena complementaria de ADN.

Mediante el uso de cebadores específicos que se dirigen a un área determinada o de cebadores aleatorios, la PCR se puede utilizar para una gran variedad de tareas de análisis.

Cebadores emparejados

Una aplicación clásica de la PCR consiste en amplificar selectivamente una región entre dos cebadores. Dado que el tamaño del fragmento diana se conoce de antemano, no se necesitan enzimas de restricción (aunque, por supuesto, pueden incorporarse). El producto se puede separar por tamaño mediante electroforesis en gel, como se describió anteriormente para la transferencia Southern, y visualizarse transfiriéndolo a una membrana del mismo modo. La imagen resultante mostrará bandas del tamaño esperado si la región existe, ninguna banda si no hay nada del tamaño adecuado que coincida con la región, o un tamaño diferente si existe algo que coincida pero de distinta longitud; toda esta información es útil para diferenciar especies de organismos.

Si se selecciona un área que se sabe que coincide con un tamaño fijo o que no coincide en la gran mayoría de los casos, entonces la banda existe o no existe. En este caso, se pueden usar muchos pares de cebadores que coinciden con áreas de diferentes longitudes (si no coinciden con áreas adicionales), lo que permite analizar su presencia o ausencia en una sola reacción de PCR. Esto se conoce como huella genética por PCR . ^{[ 21 ]}

Análisis STR

Un tipo de variación genética humana que se detecta fácilmente como una diferencia de tamaño son las repeticiones cortas en tándem (STR), donde una secuencia muy corta y simple se repite muchas veces. Este tipo de sitios generan mucha variación entre las personas porque son "escurridizos": la ADN polimerasa puede deslizarse y terminar omitiendo o agregando algunas copias. ^{[ 10 ]} El análisis de STR es una versión específica de la huella genética clásica de PCR con cebadores apareados, ya que los cebadores se dirigen a áreas con STR conocidos. Al dirigirse a un área que varía mucho entre las personas, convierte la huella genética de PCR de una técnica de identificación de especies utilizada en biología en una técnica de identificación familiar, incluso individual, utilizable en medicina forense.

En distintos países se utilizan diferentes sistemas de perfilado de ADN basados ​​en STR. En Norteamérica, los sistemas que amplifican los 20 loci centrales de CODIS ^{[ 23 ]} son ​​casi universales, mientras que en el Reino Unido se utiliza el sistema de 17 loci de ADN y Australia utiliza 18 marcadores centrales. ^{[ 24 ]}

El verdadero poder del análisis STR reside en su capacidad estadística de discriminación. Dado que los 20 loci que se utilizan actualmente para la discriminación en CODIS se distribuyen de forma independiente (tener un cierto número de repeticiones en un locus no cambia la probabilidad de tener cualquier número de repeticiones en cualquier otro locus), se puede aplicar la regla del producto para las probabilidades . Esto significa que, si alguien tiene el tipo de ADN ABC, donde los tres loci son independientes, entonces la probabilidad de que ese individuo tenga ese tipo de ADN es la probabilidad de tener el tipo A multiplicada por la probabilidad de tener el tipo B multiplicada por la probabilidad de tener el tipo C. Esto ha dado como resultado la capacidad de generar probabilidades de coincidencia de 1 en un quintillón (1 × 10¹⁸ ⁾ o más. Sin embargo, las búsquedas en bases de datos de ADN mostraron coincidencias de perfiles de ADN falsos mucho más frecuentes de lo esperado. ^{[ 25 ]}

cromosoma Y

Los kits de análisis STR estándar se centran principalmente en los STR autosómicos, pero suelen incluir uno que analiza AMELY , la copia del cromosoma Y del gen de la amelogenina, para indicar si el cromosoma Y está presente. (Este único dato podría descartar al 50 % de los sospechosos). Un número muy reducido de personas presenta una variante de AMELY indetectable en esta área, por lo que algunos kits también incluyen hasta 4 inserciones/deleciones (indels) y STR del cromosoma Y. ^{[ 26 ]}

Los STR del cromosoma Y se utilizan de forma muy similar a los STR autosómicos, con la salvedad de que solo se transmiten por vía paterna. Los kits especializados para la prueba de STR del cromosoma Y analizan hasta 27 loci; 8 constituyen el conjunto de "haplotipos mínimos". ^{[ 26 ]} La "base de datos de referencia de haplotipos del cromosoma Y (YHRD)" se creó en el año 2000 como recurso en línea. Actualmente, comprende más de 300 000 haplotipos mínimos (de 8 loci) de poblaciones de todo el mundo, así como datos sobre su frecuencia. ^{[ 27 ]}

Secuenciación

Otra razón para amplificar cualquier tipo de ADN es prepararse para la secuenciación del ADN . Al ir más allá de comparar los tamaños de los fragmentos, se puede detectar mucha más variación genética, especialmente los polimorfismos de un solo nucleótido .

Por ejemplo, el ADN mitocondrial (ADNmt) está presente en muchas copias en las células humanas, por lo que se suele recuperar una mayor cantidad incluso en muestras con bajo contenido de ADN, como huesos, dientes y cabello. La mayor parte de su variación interhumana se concentra en la "región de control", por lo que el análisis forense la dirige con un par de cebadores para generar muchas copias. El ADNmt se hereda por vía materna. ^{[ 28 ]}

Antes de que existieran los métodos modernos de PCR, era casi imposible analizar muestras de ADN degradado. Métodos como el polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción (RFLP), la primera técnica utilizada para el análisis de ADN en ciencias forenses, requerían ADN de alto peso molecular en la muestra para obtener datos fiables. Sin embargo, el ADN de alto peso molecular escasea en las muestras degradadas, ya que el ADN está demasiado fragmentado para realizar el RFLP con precisión. Solo con la invención de las técnicas de reacción en cadena de la polimerasa se pudo realizar el análisis de muestras de ADN degradado. La PCR múltiple, en particular, permitió aislar y amplificar los pequeños fragmentos de ADN que aún quedan en las muestras degradadas. Al comparar los métodos de PCR múltiple con los métodos más antiguos, como el RFLP, se observa una gran diferencia. La PCR múltiple puede amplificar teóricamente menos de 1  ng de ADN, mientras que el RFLP requería al menos 100  ng de ADN para realizar un análisis. ^{[ 33 ]}

La baja cantidad de ADN molde puede ocurrir cuando hay menos de 0,1  ng ( ^{[ 34 ]} ) de ADN en una muestra. Esto puede generar más efectos estocásticos (eventos aleatorios) como la pérdida o la inserción de alelos, lo que puede alterar la interpretación de un perfil de ADN. Estos efectos estocásticos pueden provocar la amplificación desigual de los dos alelos que provienen de un individuo heterocigoto. Es especialmente importante tener en cuenta la baja cantidad de ADN molde cuando se trabaja con una mezcla de muestras de ADN. Esto se debe a que, para uno (o más) de los contribuyentes en la mezcla, es más probable que tengan menos de la cantidad óptima de ADN para que la reacción de PCR funcione correctamente. ^{[ 35 ]} Por lo tanto, se desarrollan umbrales estocásticos para la interpretación de perfiles de ADN. El umbral estocástico es la altura mínima del pico (valor RFU) que se observa en un electroferograma donde ocurre la pérdida. Si el valor de la altura del pico está por encima de este umbral, entonces es razonable suponer que no ha ocurrido la pérdida alélica. Por ejemplo, si solo se observa un pico para un locus particular en el electroferograma, pero su altura de pico está por encima del umbral estocástico, entonces podemos asumir razonablemente que este individuo es homocigoto y no le falta su alelo heterocigoto asociado que de otro modo se habría perdido debido a tener ADN de baja plantilla. La pérdida alélica puede ocurrir cuando hay ADN de baja plantilla porque hay tan poco ADN para empezar que en este locus el contribuyente a la muestra de ADN (o mezcla) es un verdadero heterocigoto, pero el otro alelo no se amplifica y, por lo tanto, se perdería. La inserción alélica ^{[ 36 ]} también puede ocurrir cuando hay ADN de baja plantilla porque a veces el pico de tartamudeo puede amplificarse. El tartamudeo es un artefacto de la PCR. Durante la reacción de PCR, la ADN polimerasa entrará y agregará nucleótidos del cebador, pero todo este proceso es muy dinámico, lo que significa que la ADN polimerasa se une, se separa y luego se vuelve a unir constantemente. Por lo tanto, en ocasiones la ADN polimerasa se une a la repetición en tándem corta que tiene delante, lo que da lugar a una repetición en tándem corta con una repetición menos que la plantilla. Durante la PCR, si la ADN polimerasa se une a un locus que presenta tartamudeo y comienza a amplificarlo para generar muchas copias, este producto de tartamudeo aparecerá aleatoriamente en el electroferograma, lo que provocará una inserción alélica.

Las mezclas son otro problema común al que se enfrentan los científicos forenses al analizar muestras de ADN desconocidas o dudosas. Una mezcla se define como una muestra de ADN que contiene dos o más contribuyentes individuales. ^{[ 33 ]} Esto suele ocurrir cuando se toma una muestra de ADN de un objeto manipulado por más de una persona o cuando una muestra contiene ADN tanto de la víctima como del agresor. La presencia de más de un individuo en una muestra de ADN puede dificultar la detección de perfiles individuales, y la interpretación de mezclas solo debe ser realizada por personal altamente capacitado. Las mezclas que contienen dos o tres individuos pueden interpretarse con dificultad. Las mezclas que contienen cuatro o más individuos son demasiado complejas para obtener perfiles individuales. Un escenario común en el que se obtiene una mezcla es en el caso de agresión sexual. Se puede recoger una muestra que contenga material de la víctima, de sus parejas sexuales consentidas y del o los perpetradores. ^{[ 39 ]}

Las mezclas generalmente se pueden clasificar en tres categorías: Tipo A, Tipo B y Tipo C. ^{[ 40 ]} Las mezclas de Tipo A tienen alelos con alturas de pico similares en todas partes, por lo que no se pueden distinguir los contribuyentes entre sí. Las mezclas de Tipo B se pueden deconvolucionar comparando las proporciones de altura de pico para determinar qué alelos se donaron juntos. Las mezclas de Tipo C no se pueden interpretar de forma segura con la tecnología actual porque las muestras se vieron afectadas por la degradación del ADN o tenían una cantidad demasiado pequeña de ADN presente.

Al observar un electroferograma, es posible determinar el número de contribuyentes en mezclas menos complejas según el número de picos ubicados en cada locus. En comparación con un perfil de fuente única, que tendrá solo uno o dos picos en cada locus, una mezcla se define como la presencia de tres o más picos en dos o más loci. ^{[ 41 ]} Si hay tres picos en un solo locus, entonces es posible tener un único contribuyente que sea triesélico en ese locus. ^{[ 42 ]} Las mezclas de dos personas tendrán entre dos y cuatro picos en cada locus, y las mezclas de tres personas tendrán entre tres y seis picos en cada locus. Las mezclas se vuelven cada vez más difíciles de deconvolucionar a medida que aumenta el número de contribuyentes.

A medida que avanzan los métodos de detección en el perfil de ADN, los científicos forenses observan cada vez más muestras de ADN que contienen mezclas, ya que incluso el contribuyente más pequeño puede detectarse ahora con las pruebas modernas. La facilidad con la que los científicos forenses pueden interpenetrar mezclas de ADN depende en gran medida de la proporción de ADN presente de cada individuo, las combinaciones de genotipos y la cantidad total de ADN amplificado. ^{[ 43 ]} La proporción de ADN suele ser el aspecto más importante a considerar para determinar si una mezcla puede interpretarse. Por ejemplo, si una muestra de ADN tuviera dos contribuyentes, sería fácil interpretar los perfiles individuales si la proporción de ADN aportado por una persona fuera mucho mayor que la de la segunda. Cuando una muestra tiene tres o más contribuyentes, resulta extremadamente difícil determinar los perfiles individuales. Afortunadamente, los avances en el genotipado probabilístico podrían hacer posible este tipo de determinación en el futuro. El genotipado probabilístico utiliza software informático complejo para realizar miles de cálculos matemáticos y producir probabilidades estadísticas de los genotipos individuales encontrados en una mezcla. ^{[ 44 ]}

Es posible utilizar el perfil genético como evidencia de parentesco genético, aunque dicha evidencia varía en fuerza, desde débil hasta positiva. Las pruebas que no muestran parentesco son absolutamente concluyentes. Además, si bien casi todos los individuos poseen un conjunto único y distinto de genes, los individuos ultrarraros, conocidos como " quimeras ", tienen al menos dos conjuntos de genes diferentes. Se han dado dos casos de perfiles genéticos que sugirieron erróneamente que una madre no estaba emparentada con sus hijos. ^{[ 58 ]}

La búsqueda de ADN familiar (a veces denominada "ADN familiar" o "búsqueda en la base de datos de ADN familiar") es la práctica de generar nuevas pistas de investigación en casos donde la evidencia de ADN encontrada en la escena de un crimen (perfil forense) se asemeja mucho a un perfil de ADN existente (perfil del delincuente) en una base de datos de ADN estatal, pero no hay una coincidencia exacta. ^{[ 60 ] [ 61 ]} Una vez agotadas todas las demás pistas, los investigadores pueden utilizar software especialmente desarrollado para comparar el perfil forense con todos los perfiles tomados de la base de datos de ADN de un estado para generar una lista de aquellos delincuentes que ya están en la base de datos que tienen más probabilidades de ser parientes muy cercanos del individuo cuyo ADN está en el perfil forense. ^{[ 62 ]}

La búsqueda en bases de datos de ADN familiar se utilizó por primera vez en una investigación que condujo a la condena de Jeffrey Gafoor por el asesinato de Lynette White en el Reino Unido el 4 de julio de 2003: un año antes, la policía de Gales del Sur había utilizado la comparación de ADN familiar para identificar al triple asesino Joseph William Kappen , quien había muerto 11 años antes. La evidencia de ADN coincidió con el sobrino de Gafoor, quien a los 14 años no había nacido en el momento del asesinato en 1988. Se utilizó nuevamente en 2004 ^{[ 63 ]} para encontrar a un hombre que arrojó un ladrillo desde un puente de la autopista y golpeó a un camionero, matándolo. El ADN encontrado en el ladrillo coincidía con el encontrado en el lugar de un robo de automóvil ocurrido ese mismo día, pero no hubo buenas coincidencias en la base de datos nacional de ADN. Una búsqueda más amplia encontró una coincidencia parcial con un individuo; al ser interrogado, este hombre reveló que tenía un hermano, Craig Harman, que vivía muy cerca del lugar del crimen original. Harman entregó voluntariamente una muestra de ADN y confesó cuando coincidió con la muestra del ladrillo. ^{[ 64 ]} Hasta 2011, la búsqueda en bases de datos de ADN familiar no se realiza a nivel nacional en los Estados Unidos, donde los estados determinan cómo y cuándo realizar búsquedas familiares. La primera búsqueda de ADN familiar con una condena posterior en los Estados Unidos se realizó en Denver , Colorado, en 2008, utilizando un software desarrollado bajo el liderazgo del fiscal de distrito de Denver, Mitch Morrissey , y el director del laboratorio criminalístico del Departamento de Policía de Denver, Gregg LaBerge. ^{[ 65 ]} California fue el primer estado en implementar una política para la búsqueda familiar bajo el entonces fiscal general Jerry Brown , quien más tarde se convirtió en gobernador. ^{[ 66 ]} En su papel como consultor del Grupo de Trabajo de Búsqueda Familiar del Departamento de Justicia de California , el exfiscal del condado de Alameda, Rock Harmon, es ampliamente considerado como el catalizador en la adopción de la tecnología de búsqueda familiar en California. La técnica se utilizó para atrapar al asesino en serie de Los Ángeles conocido como el " Durmiente Siniestro " en 2010. ^{[ 67 ]}No fue un testigo o informante quien alertó a las fuerzas del orden sobre la identidad del asesino en serie conocido como "El Durmiente Siniestro", quien había eludido a la policía durante más de dos décadas, sino el ADN del propio hijo del sospechoso. El hijo del sospechoso había sido arrestado y condenado por un delito grave relacionado con armas y se le había tomado una muestra de ADN el año anterior. Cuando su ADN se ingresó en la base de datos de delincuentes convictos, los detectives fueron alertados de una coincidencia parcial con la evidencia encontrada en las escenas del crimen del "Durmiente Siniestro". David Franklin Jr., también conocido como el Durmiente Siniestro, fue acusado de diez cargos de asesinato y un cargo de intento de asesinato. ^{[ 68 ]} Más recientemente, el ADN familiar condujo al arresto de Elvis García, de 21 años, por cargos de agresión sexual y detención ilegal de una mujer en Santa Cruz en 2008. ^{[ 69 ]} En marzo de 2011, el gobernador de Virginia, Bob McDonnell, anunció que Virginia comenzaría a utilizar búsquedas de ADN familiar. ^{[ 70 ]}

En una conferencia de prensa en Virginia el 7 de marzo de 2011, en relación con el violador de la Costa Este , el fiscal del condado de Prince William, Paul Ebert, y el detective de la policía del condado de Fairfax, John Kelly, afirmaron que el caso se habría resuelto hace años si Virginia hubiera utilizado la búsqueda de ADN familiar. Aaron Thomas, el presunto violador de la Costa Este, fue arrestado en relación con la violación de 17 mujeres desde Virginia hasta Rhode Island, pero no se utilizó el ADN familiar en el caso. ^{[ 71 ]}

Los críticos de las búsquedas en bases de datos de ADN familiar argumentan que la técnica constituye una violación de los derechos de la Cuarta Enmienda de una persona. ^{[ 72 ]} Los defensores de la privacidad están solicitando restricciones a las bases de datos de ADN, argumentando que la única forma justa de buscar posibles coincidencias de ADN con familiares de delincuentes o detenidos sería contar con una base de datos de ADN a nivel poblacional. ^{[ 52 ]} Algunos académicos han señalado que las preocupaciones sobre la privacidad en torno a la búsqueda familiar son similares en algunos aspectos a otras técnicas de búsqueda policial, ^{[ 73 ]} y la mayoría ha concluido que la práctica es constitucional. ^{[ 74 ]} El Tribunal de Apelaciones del Noveno Circuito en Estados Unidos v. Pool (anulado por improcedente) sugirió que esta práctica es algo análoga a cuando un testigo mira la fotografía de una persona y afirma que se parece al perpetrador, lo que lleva a las fuerzas del orden a mostrarle al testigo fotografías de individuos de aspecto similar, uno de los cuales es identificado como el perpetrador. ^{[ 75 ]}

Los críticos también afirman que podría existir discriminación racial debido a las pruebas de ADN familiar. En Estados Unidos, las tasas de condena de las minorías raciales son mucho más altas que las de la población general. No está claro si esto se debe a la discriminación por parte de los agentes de policía y los tribunales, o simplemente a una mayor tasa de delitos entre las minorías. Las bases de datos basadas en arrestos, presentes en la mayor parte de Estados Unidos, conllevan un nivel aún mayor de discriminación racial. Un arresto, a diferencia de una condena, depende mucho más del criterio policial. ^{[ 52 ]}

Por ejemplo, los investigadores de la Fiscalía del Distrito de Denver lograron identificar a un sospechoso en un caso de robo de propiedad mediante una búsqueda de ADN familiar. En este caso, la sangre del sospechoso encontrada en la escena del crimen se parecía mucho a la de un recluso actual del Departamento Correccional de Colorado . ^{[ 65 ]}

Las coincidencias parciales de ADN son el resultado de búsquedas CODIS de rigurosidad moderada que producen una coincidencia potencial que comparte al menos un alelo en cada locus . ^{[ 76 ]} La coincidencia parcial no implica el uso de software de búsqueda familiar, como los utilizados en el Reino Unido y Estados Unidos, ni análisis adicionales de Y-STR y, por lo tanto, a menudo no detecta relaciones entre hermanos. La coincidencia parcial se ha utilizado para identificar sospechosos en varios casos en ambos países ^{[ 77 ]} y también se ha utilizado como herramienta para exonerar a los falsamente acusados. Darryl Hunt fue condenado injustamente en relación con la violación y el asesinato de una joven en 1984 en Carolina del Norte . ^{[ 78 ]}

Las fuerzas policiales pueden recoger muestras de ADN sin el conocimiento del sospechoso y utilizarlas como prueba. La legalidad de esta práctica ha sido cuestionada en Australia . ^{[ 79 ]}

En Estados Unidos , donde se ha aceptado, los tribunales suelen dictaminar que no existe expectativa de privacidad y citan el caso California v. Greenwood (1988), en el que la Corte Suprema sostuvo que la Cuarta Enmienda no prohíbe el registro y la incautación sin orden judicial de la basura dejada para su recolección fuera del perímetro de una vivienda . Los críticos de esta práctica subrayan que esta analogía ignora que "la mayoría de las personas no tienen idea de que corren el riesgo de entregar su identidad genética a la policía, por ejemplo, al no destruir una taza de café usada. Además, incluso si lo saben, no hay forma de evitar dejar rastros de su ADN en público". ^{[ 80 ]}

La Corte Suprema de los Estados Unidos dictaminó en Maryland v. King (2013) que la toma de muestras de ADN a prisioneros arrestados por delitos graves es constitucional. ^{[ 81 ] [ 82 ] [ 83 ]}

En el Reino Unido , la Ley de Tejidos Humanos de 2004 prohíbe a los particulares recolectar muestras biológicas (cabello, uñas, etc.) de forma encubierta para análisis de ADN, pero exime de dicha prohibición a las investigaciones médicas y penales. ^{[ 84 ]}

La evidencia de un experto que haya comparado muestras de ADN debe ir acompañada de evidencia sobre las fuentes de las muestras y los procedimientos para obtener los perfiles de ADN. ^{[ 85 ]} El juez debe asegurarse de que el jurado comprenda la importancia de las coincidencias y las discrepancias de ADN en los perfiles. El juez también debe asegurarse de que el jurado no confunda la probabilidad de coincidencia (la probabilidad de que una persona elegida al azar tenga un perfil de ADN que coincida con la muestra de la escena) con la probabilidad de que una persona con ADN coincidente haya cometido el delito. En 1996 R v. Doheny ^{[ 86 ]}

Los jurados deben sopesar las pruebas contradictorias y corroborativas, utilizando su propio sentido común y no fórmulas matemáticas, como el teorema de Bayes , para evitar "confusión, malentendidos y juicios erróneos". ^{[ 87 ]}

Existen leyes estatales sobre perfiles de ADN en los 50 estados de los Estados Unidos . ^{[ 90 ]} Se puede encontrar información detallada sobre las leyes de bases de datos en cada estado en el sitio web de la Conferencia Nacional de Legislaturas Estatales . ^{[ 91 ]}

En agosto de 2009, científicos israelíes plantearon serias dudas sobre el uso del ADN por parte de las fuerzas del orden como método definitivo de identificación. En un artículo publicado en la revista Forensic Science International: Genetics , los investigadores israelíes demostraron que es posible fabricar ADN en un laboratorio, falsificando así las pruebas genéticas. Los científicos fabricaron muestras de saliva y sangre que originalmente contenían ADN de una persona distinta al supuesto donante. ^{[ 92 ]}

Los investigadores también demostraron que, utilizando una base de datos de ADN, es posible extraer información de un perfil y fabricar ADN que coincida con él, y que esto puede hacerse sin acceso al ADN real de la persona cuyo ADN se está duplicando. Los oligonucleótidos de ADN sintéticos necesarios para el procedimiento son comunes en los laboratorios de biología molecular. ^{[ 92 ]}

El New York Times citó al autor principal, Daniel Frumkin, diciendo: "Se puede manipular una escena del crimen... cualquier estudiante de biología podría hacerlo". ^{[ 92 ]} Frumkin perfeccionó una prueba que puede diferenciar muestras de ADN reales de las falsas. Su prueba detectamodificaciones epigenéticas , en particular, la metilación del ADN . ^{[ 93 ]} El setenta por ciento del ADN en cualquier genoma humano está metilado, lo que significa que contienemodificaciones de grupos metilo dentro de un contexto de dinucleótido CpG . La metilación en la región promotora está asociada con el silenciamiento génico. El ADN sintético carece de esta modificación epigenética , lo que permite que la prueba distinga el ADN fabricado del ADN genuino. ^{[ 92 ]}

Se desconoce cuántos departamentos de policía, si es que alguno, utilizan actualmente la prueba. Ningún laboratorio policial ha anunciado públicamente que esté utilizando la nueva prueba para verificar los resultados de ADN. ^{[ 94 ]}

Investigadores de la Universidad de Tokio integraron por primera vez un esquema de replicación de ADN artificial con un sistema de expresión génica reconstruido y microcompartimentalización utilizando únicamente materiales libres de células. Se realizaron múltiples ciclos de dilución en serie en un sistema contenido en microgotas de agua en aceite. ^{[ 95 ]}

Probabilidades de modificar el ADN intencionadamente

En general, el ADN genómico artificial de este estudio, que se replicaba continuamente mediante proteínas autocodificadas y mejoraba su secuencia por sí mismo, constituye un buen punto de partida para la creación de células artificiales más complejas. Al añadir los genes necesarios para la transcripción y la traducción al ADN genómico artificial, en el futuro podría ser posible crear células artificiales capaces de crecer por sí mismas al ser alimentadas con pequeñas moléculas como aminoácidos y nucleótidos. El uso de organismos vivos para la producción de sustancias útiles, como fármacos y alimentos, sería más estable y fácil de controlar en estas células artificiales. ^{[ 95 ]}

El 7 de julio de 2008, la Sociedad Química Estadounidense informó que químicos japoneses habían creado la primera molécula de ADN del mundo compuesta casi en su totalidad por componentes sintéticos.

Un factor de transcripción artificial basado en nanopartículas para la regulación genética:

Nano Script es un factor de transcripción artificial basado en nanopartículas que pretende replicar la estructura y función de los factores de transcripción (FT). Para crear Nano Script, se unieron a nanopartículas de oro péptidos funcionales y moléculas diminutas, denominadas factores de transcripción sintéticos, que imitan los diversos dominios de los FT. Demostramos que Nano Script se localiza en el núcleo e inicia la transcripción de un plásmido reportero en más de 15 veces su tamaño original. Además, Nano Script puede transcribir con éxito genes específicos en ADN endógeno de forma no viral. ^{[ 96 ]}

Se fijaron cuidadosamente tres fluoróforos diferentes —rojo, verde y azul— en la superficie de la varilla de ADN para proporcionar información espacial y crear un código de barras a nanoescala. La microscopía de fluorescencia de epifluorescencia y de reflexión interna total descifró de forma fiable la información espacial entre los fluoróforos. Al mover los tres fluoróforos en la varilla de ADN, este código de barras a nanoescala generó 216 patrones de fluorescencia. ^{[ 97 ]}

• En 1986, Richard Buckland fue exonerado , a pesar de haber admitido la violación y el asesinato de una adolescente cerca de Leicester , la ciudad donde se desarrolló por primera vez el análisis de ADN. Este fue el primer uso de la huella genética en una investigación criminal y el primero en demostrar la inocencia de un sospechoso. ^{[ 98 ]} Al año siguiente, Colin Pitchfork fue identificado como el autor del mismo asesinato, además de otro, utilizando las mismas técnicas que habían exonerado a Buckland. ^{[ 99 ]}
• En 1987, la huella genética se utilizó por primera vez en un tribunal penal estadounidense en el juicio de un hombre acusado de mantener relaciones sexuales ilícitas con una joven de 14 años con discapacidad intelectual que dio a luz a un bebé. ^{[ 100 ]}
• En 1987, Tommie Lee Andrews, violador de Florida , fue la primera persona en Estados Unidos en ser condenada como resultado de pruebas de ADN, por violar a una mujer durante un robo ; fue declarado culpable el 6 de noviembre de 1987 y sentenciado a 22 años de prisión. ^{[ 101 ] [ 102 ]}
• En 1990, el violento asesinato de un joven estudiante en Brno fue el primer caso criminal en Checoslovaquia resuelto mediante pruebas de ADN, y el asesino fue condenado a 23 años de prisión. ^{[ 103 ] [ 104 ]}
• En 1992, el ADN de un árbol de palo verde se utilizó para condenar a Mark Alan Bogan por asesinato. Se descubrió que el ADN de las vainas de semillas de un árbol encontrado en la escena del crimen coincidía con el de las vainas de semillas encontradas en la camioneta de Bogan. Este es el primer caso en el que se admite ADN vegetal como prueba en un caso penal. ^{[ 105 ] [ 106 ] [ 107 ]}
• En 1994, la afirmación de que Anna Anderson era la Gran Duquesa Anastasia Nikolaevna de Rusia fue puesta a prueba después de su muerte utilizando muestras de su tejido que habían sido almacenadas en un hospital de Charlottesville tras un procedimiento médico. El tejido fue analizado mediante huellas genéticas y demostró que no tenía ningún parentesco con los Romanov . ^{[ 108 ]}
• En 1994, Earl Washington, Jr. , de Virginia, vio conmutada su sentencia de muerte por cadena perpetua una semana antes de la fecha prevista para su ejecución, basándose en pruebas de ADN. Recibió un indulto total en el año 2000 gracias a pruebas más avanzadas. ^{[ 109 ]}
• En 1999, Raymond Easton, un hombre discapacitado de Swindon , Inglaterra, fue arrestado y detenido durante siete horas en relación con un robo, porque el ADN encontrado en el lugar parecía coincidir con el suyo. Fue puesto en libertad cuando una prueba más precisa mostró claras diferencias. Su ADN había sido archivado tras un incidente doméstico no relacionado ocurrido tiempo atrás. ^{[ 110 ]}
• En el año 2000, Frank Lee Smith fue declarado inocente mediante análisis de ADN del asesinato de una niña de ocho años, tras pasar 14 años en el corredor de la muerte en Florida, Estados Unidos. Sin embargo, había fallecido de cáncer poco antes de que se demostrara su inocencia. ^{[ 111 ]} En vista de esto, el gobernador del estado de Florida ordenó que, en adelante, todo recluso condenado a muerte que alegara inocencia se sometiera a pruebas de ADN. ^{[ 109 ]}
• En mayo de 2000, Gordon Graham asesinó a Paul Gault en su casa de Lisburn , Irlanda del Norte. Graham fue declarado culpable del asesinato cuando se encontró su ADN en una bolsa de deporte dejada en la casa como parte de una elaborada estratagema para sugerir que el asesinato ocurrió después de un robo fallido. Graham mantenía una relación extramarital con la esposa de la víctima en el momento del asesinato. Fue la primera vez que se utilizó ADN de baja copia en Irlanda del Norte. ^{[ 112 ]}
• En 2001, Wayne Butler fue condenado por el asesinato de Celia Douty . Fue el primer asesinato en Australia que se resolvió utilizando perfiles de ADN. ^{[ 113 ] [ 114 ]}
• En 2002, el cuerpo de James Hanratty , ahorcado en 1962 por el "asesinato de A6", fue exhumado y se analizaron muestras de ADN del cuerpo y de miembros de su familia. Los resultados convencieron a los jueces del Tribunal de Apelación de que la culpabilidad de Hanratty, que había sido enérgicamente cuestionada por los activistas, quedó probada "sin lugar a dudas". ^{[ 115 ]} Paul Foot y otros activistas continuaron creyendo en la inocencia de Hanratty y argumentaron que la evidencia de ADN podría haber sido contaminada, señalando que las pequeñas muestras de ADN de prendas de vestir, conservadas en un laboratorio policial durante más de 40 años "en condiciones que no cumplen con los estándares probatorios modernos", tuvieron que ser sometidas a técnicas de amplificación muy recientes para obtener algún perfil genético. ^{[ 116 ]} Sin embargo, no se encontró ADN que no fuera el de Hanratty en la evidencia analizada, contrariamente a lo que se habría esperado si la evidencia hubiera estado contaminada. ^{[ 117 ]}
• En agosto de 2002, Annalisa Vicentini fue asesinada a tiros en la Toscana . El camarero Peter Hamkin, de 23 años, fue arrestado en Merseyside en marzo de 2003 en virtud de una orden de extradición que se tramitó en el Tribunal de Magistrados de Bow Street en Londres para determinar si debía ser llevado a Italia para enfrentar un cargo de asesinato. El ADN "probó" que él le disparó, pero fue absuelto con base en otras pruebas. ^{[ 118 ]}
• En 2003, el galés Jeffrey Gafoor fue condenado por el asesinato de Lynette White en 1988 , cuando las pruebas de la escena del crimen recogidas 12 años antes fueron reexaminadas utilizando técnicas STR , lo que dio como resultado una coincidencia con su sobrino. ^{[ 119 ]}
• En junio de 2003, gracias a nuevas pruebas de ADN, Dennis Halstead, John Kogut y John Restivo consiguieron un nuevo juicio por su condena por asesinato de 1986; sus condenas fueron anuladas y fueron puestos en libertad. ^{[ 120 ]}
• En 2004, las pruebas de ADN arrojaron nueva luz sobre la misteriosa desaparición de Bobby Dunbar en 1912 , un niño de cuatro años que desapareció durante una excursión de pesca. Supuestamente, fue encontrado con vida ocho meses después bajo la custodia de William Cantwell Walters, pero otra mujer afirmó que el niño era su hijo, Bruce Anderson, a quien había confiado a Walters. Los tribunales desestimaron su afirmación y condenaron a Walters por el secuestro . El niño fue criado y conocido como Bobby Dunbar durante el resto de su vida. Sin embargo, las pruebas de ADN realizadas al hijo y al sobrino de Dunbar revelaron que no estaban emparentados, estableciendo así que el niño encontrado en 1912 no era Bobby Dunbar, cuyo verdadero destino sigue siendo desconocido. ^{[ 121 ]}
• En 2005, Gary Leiterman fue declarado culpable del asesinato de Jane Mixer, estudiante de derecho de la Universidad de Michigan , ocurrido en 1969, luego de que el ADN encontrado en las medias de Mixer coincidiera con el de Leiterman. El ADN de una gota de sangre en la mano de Mixer coincidió con el de John Ruelas, quien tenía solo cuatro años en 1969 y nunca fue vinculado con el caso de ninguna otra manera. La defensa de Leiterman argumentó, sin éxito, que la coincidencia inexplicable de la mancha de sangre con Ruelas apuntaba a una contaminación cruzada y generó dudas sobre la fiabilidad de la identificación de Leiterman por parte del laboratorio. ^{[ 122 ] [ 123 ]}
• En noviembre de 2008, Anthony Curcio fue arrestado por ser el autor intelectual de uno de los robos de furgones blindados más elaborados de la historia. Las pruebas de ADN vincularon a Curcio con el crimen. ^{[ 124 ]}
• En marzo de 2009, Sean Hodgson —condenado por el asesinato de Teresa De Simone , de 22 años, en 1979, en su coche en Southampton— fue puesto en libertad después de que las pruebas demostraran que el ADN encontrado en la escena del crimen no era suyo. Posteriormente, se confirmó que coincidía con el ADN extraído del cuerpo exhumado de David Lace. Lace había confesado previamente el crimen, pero los detectives no le creyeron . Cumplió condena en prisión por otros delitos cometidos al mismo tiempo que el asesinato y luego se suicidó en 1988. ^{[ 125 ]}
• En 2012, se descubrió por accidente un caso de intercambio de bebés ocurrido décadas atrás. Tras someterse a pruebas de ADN por otros motivos, a Alice Collins Plebuch se le informó que su ascendencia parecía incluir un componente judío asquenazí significativo , a pesar de que su familia creía que eran predominantemente de ascendencia irlandesa . El análisis del genoma de Plebuch sugirió que incluía componentes distintos e inesperados asociados con poblaciones asquenazíes, de Oriente Medio y de Europa del Este . Esto llevó a Plebuch a realizar una investigación exhaustiva, tras la cual concluyó que su padre había sido intercambiado (posiblemente por accidente) con otro bebé poco después de nacer. Plebuch también pudo identificar a los ancestros biológicos de su padre. ^{[ 126 ] [ 127 ]}
• En 2015, en el caso X y otro contra Z (menores) y otro, el Tribunal de Apelación de Inglaterra y Gales dictaminó que no es legal utilizar un perfil de ADN elaborado por la policía en el curso de una investigación criminal para una prueba de paternidad.
• En 2016, Anthea Ring, abandonada al nacer, pudo utilizar una muestra de ADN y una base de datos de coincidencias de ADN para descubrir la identidad y los orígenes de su madre fallecida en el condado de Mayo , Irlanda. Posteriormente, se utilizó una prueba forense de reciente desarrollo para obtener ADN de la saliva que su presunto padre había dejado en sellos y sobres antiguos, descubiertos gracias a una minuciosa investigación genealógica. El ADN de las tres primeras muestras estaba demasiado degradado para ser utilizado. Sin embargo, en la cuarta, se encontró ADN más que suficiente. La prueba, que tiene un grado de precisión aceptable en los tribunales del Reino Unido, demostró que un hombre llamado Patrick Coyne era su padre biológico. ^{[ 128 ] [ 129 ]}
• En 2018, la niña Buckskin (un cuerpo encontrado en 1981 en Ohio ) fue identificada como Marcia King de Arkansas utilizando técnicas genealógicas de ADN ^{[ 130 ].}
• En 2018, Joseph James DeAngelo fue arrestado como principal sospechoso del Asesino del Golden State utilizando técnicas de ADN y genealogía. ^{[ 131 ]}
• En 2018, William Earl Talbott II fue arrestado como sospechoso de los asesinatos de Jay Cook y Tanya Van Cuylenborg en 1987 , gracias a las pruebas de ADN genealógico . El mismo genealogista genético que colaboró ​​en este caso también ayudó a la policía con otros 18 arrestos en 2018. ^{[ 132 ]}
• En 2018, con el uso de las capacidades biométricas mejoradas del Sistema de Identificación de Próxima Generación, el FBI cotejó la huella dactilar de un sospechoso llamado Timothy David Nelson y lo arrestó 20 años después de la presunta agresión sexual . ^{[ 133 ]}