Appunti di Genetica forense

LIKELIHOOD RATIO

Il likelihood ratio è il rapporto di verosimiglianza. Viene calcolato tramite due ipotesi mutualmente esclusive, che quindi possono esistere solo in assenza dell'altra. Il LR è il rapporto tra l'ipotesi dell'accusa, al numeratore, e l'ipotesi della difesa, al denominatore. LR fornisce quindi la possibilità di calcolare e valutare le probabilità di due diverse ipotesi:

• Ipotesi dell'accusa (H1): il soggetto che ha costituito la traccia è il sospettato
• Ipotesi della difesa (H0): il soggetto che ha prodotto la traccia è un altro individuo preso a caso nella popolazione di riferimento.

Un numero maggiore di 1 rende più probabile l'ipotesi dell'accusa, se invece è minore di 1 è più forte l'ipotesi della difesa. Se ad esempio mi trovo ad avere un LR=20, allora posso dire che l'ipotesi dell'accusa è 20 volte più forte di quella della difesa.

Lineage

Markers

I marcatori di lineage si trovano a livello del cromosoma Y per il padre e al livello del DNA mitocondriale per la madre.

Analisi del cromosoma Y

Il cromosoma Y contiene 156 unità trascrizionali, ma non tutte sembrano codificare per le proteine realmente trascritte e tradotte.

La teoria dell'evoluzione di X e Y prevede che X abbia mantenuto funzionanti quasi tutti i suoi geni, dal momento che poteva effettuare crossing over con il secondo X negli individui femminili. Y invece ha accumulato mutazioni ed errori, mantenendo funzionali solo pochi geni, tra i quali quelli legati alla determinazione del sesso maschile, alla spermatogenesi e ad alcuni caratteri sessuali secondari maschili.

Il cromosoma Y è dato da 60 Mb complessivi, costituiti da:

• 2.5 Mb alle estremità che permettono l'appaiamento e il crossing over con il cromosoma X -> regioni pseudoautosomiche dove risiede l'amelogenina,
• 30 Mb di eterocromatina compatta,
• 20 Mb di eucromatina.

Ci sono

inoltre delle regioni ampliconiche --> sequenze ripetute, in tandem osparse, provenienti dal cromosoma Y.

Nel cromosoma Y identifichiamo

• Microsatelliti (STR) --> tetranucleotide repeats;
• Minisatelliti
• sequenze Alu

Marcatori bi-allelici, come le .

--> bisogna quindi trovare dei marcatori STR informativi: inizialmente sono stati trovati 6 marcatori, ora se ne utilizzano 9.

Questi 9 marcatori producono 11 prodotti di PCR --> due di questi marcatori producono più di un allele nonostante il cromosoma Y sia da solo --> questo perché i due marcatori si trovano nelle sequenze ampliconiche:

DYS385: le due sequenze ripetute sono anche invertite --> si potrà quindi ottenere 1 o 2 repeat a seconda che le due sequenze abbiano la stessa lunghezza o meno.

DYS389: la regione che viene amplificata viene spostata in avanti assieme ad una parte della regione di appaiamento del primer forward --> il primer forward riesce a legare entrambe le regioni

amplificate, mentre il primer reverse lega solamente la regione duplicata --> siformano sempre due picchi diversi.

Una cosa importante da tener conto è che i marcatori dell'Y sono in linkage disequilibrium tra di loro --> sono dipendenti tra di loro perché si trovano sullo stesso cromosoma --> questo significa che devo analizzare l'interezza di tutti e 9 i marcatori, non solo i singoli marcatori --> tutti i maschi dello stesso lignaggio presenteranno lo stesso pattern del cromosoma Y --> considero l'Y come un unico aplotipo.

Usando solo 9 marcatori il potere discriminatorio è ridotto --> non riesco a capire se gli individui sono effettivamente imparentati dal lato paterno o se hanno gli stessi pattern per casualità --> bisogna quindi andare ad aggiungere più marcatori possibile per definire un aplotipo specifico per ogni soggetto analizzato.

Identificato un aplotipo, inoltre, non posso identificare un individuo singolo.

→ vado ad identificare l'intero lineage della famiglia sul lato paterno.

→ i marcatori dell'Y quindi non possono essere utilizzati a scopo identificativo, ma può essere usato, in ambito forense, per escludere dei sospetti - se mi trovo ad avere uno stupro, io posso identificare quali sono gli individui compatibili con quel profilo Y e scartare quelli che non hanno assolutamente quel profilo.

→ certamente posso scartare gli individui che non hanno lo stesso profilo Y del sospetto. Gli individui che presentano lo stesso profilo invece non possono essere effettivamente ricollegati al profilo del sospettato. Inoltre, usando un sistema STR-Y con un campione misto posso evitare di visualizzare i picchi della vittima e, in compenso, visualizzare i picchi del maschio.

→ posso anche avere più picchi ed identificare la presenza di più maschi. Inoltre, l'amplificazione dell'Y fornisce un buon profilo anche con ridotte quantità di DNA.

potereidentificativo molto ridotto --> non potrei utilizzarlo come RMP, perché la popolazione utilizzata per l'analisi non è rappresentativa della popolazione generale. Quello che si può fare però è utilizzare una formula per stimare la frequenza di eventi rari--> ottengo un valore che è un po' più indicativo della popolazione. Se ricerco nei database un aplotipo, ed esso è totalmente assente, si può applicare un'altra formula per stimarne comunque la frequenza nella popolazione.--> comunque con questi valori otterrò delle RMP che, convertite verbalmente, non mi danno lo stesso la possibilità di confermare la colpevolezza di un soggetto, agiscono solo da elemento aggiuntivo.

Analisi del DNA mitocondriale

Ogni mitocondrio contiene al proprio interno più genomi mitocondriali. Inoltre ogni cellula presenta più mitocondri a seconda del proprio fabbisogno energetico --> ogni cellula ha

più di 1000 mtDNA.È un DNA circolare, non impacchettato, che non subisce ricombinazione.È comune al lignaggio materno.

mutaion rateL'mtDNA ha un 5-10 volte maggiore rispetto a quello genomico--> è a contatto con ROS, non ha proteine istoniche, ha uno scarso sistema diriparazione e non ha modo di ricombinare --> tende ad avere più mutazioni.

Dato che l'mtDNA è comune al lignaggio matrilineare, esso può essereutilizzato per studiare l'evoluzione dell'uomo e come determinati polimorfismisi siano fissati nelle varie popolazioni --> si definiscono quindi degliaplogruppi mitocondriali.

regione D-loopPresenta una --> è una regione di controllo, priva di unitàtrascrizionali. Contiene due regioni, HW1 e HW2 ipervariabili che non sonosottoposte a pressione selettiva --> incamerano più facilmente mutazioni -->originariamente l'analisi forense del mtDNA avveniva proprio persequenziamento

parte della polimerasi -->in un solo mitocondrio possono esserci più tipi di mtDNA che poi vengono condivisi alle cellule figlie --> la segregazione dei mitocondri è casuale. L'eteroplasmia può essere tessuto specifica (solo su capelli, ossa o sangue)--> ciò è dovuto a mutazioni somatiche sviluppate dopo la nascita; oppure può presentarsi in tutto l'organismo --> è quindi stata ereditata dalla madre tramite l'effetto a collo di bottiglia. Come identifico l'eteroplasmia? Se vado a fare un cromatogramma, anziché ritrovarmi ad avere un singolo picco mi ritroverò ad averne più di uno --> dato che l'altezza del picco è proporzionale alla quantità del templato, l'altezza del doppio picco mi permette anche di identificare il rapporto tra i due mtDNA presenti nell'individuo --> avrò quindi due picchi sovrapposti, uno più alto e uno più basso: