Antropologia

SNP's

Si tratta di polimorfismi a singolo nucleotide ossia variazioni della sequenza nucleotidica dovute all'alterazione di un singolo nucleotide. Questi possono trovarsi sia nelle regioni codificanti che in quelle non codificanti del genoma, pertanto, contrariamente agli STR (posti nelle regioni non codificanti), hanno sempre una certa importanza da un punto di vista selettivo.

Affinché una variazione della sequenza nucleotidica sia considerata uno SNP's e non una mutazione puntiforme, questa deve essere presente nell'1% della popolazione. (vi è un allele corrispondente a ogni nucleotide e poiché nel nucleotide vi possono essere 4 basi, esistono 4 possibili combinazioni). Gli SNP sono i marcatori più utilizzati oggi in quanto costituiscono circa il 90% di tutti i polimorfismi presenti nel genoma umano con una frequenza di 1 ogni 700bp. Questi marcatori possono essere usati in vari ambiti: negli studi di popolazione dove si ricerca per lo

più gli SNP’s posti nel DNA extragenico, negli studi dove si valuta la variabilità genetica e in campo biomedico. Pertanto, si tratta di marcatori molto usati oggi anche perché costituiscono circa il 90% di tutti i polimorfismi presenti nel genoma 700bp. Tuttavia, poiché gli SNP’s sono tutti diversi tra di loro, a umano con una frequenza di 1 ogni volta è difficile capire il loro effetto nei vari individui. Per individuarli si fa il sequenziamento dei prodotti di amplificazione mediante le tecnologie NGS DNA mitocondriale.

Un altro marcatore molecolare fondamentale è il DNA mitocondriale, una molecola di DNA circolare a doppio filamento lunga 16 000bp. Questo marcatore viene usato in molteplici studi: studi di popolazione, ambito forense e ambito biomedico. Il motivo del suo utilizzo è dovuto al fatto che il DNA mit si eredita per via materna (e quindi posso ricostruire la storia dell’individui da un punto di vista femminile fino a...

raggiungere il suo antenato), non partecipa a fenomeni di ricombinazione (non ricombinando con altri frammenti di DNA mit o nucleare posso seguire questa molecola fino ad arrivare al passato), ha un alto tasso di mutazione (e quindi posso usarlo per capire quando le popolazioni si sono separate da quella progenitrice in quanto col passere del tempo nelle popolazioni si affermerà una determinata linea mitocondriale caratterizzata da alleli presenti in maggiore quantità e la popolazione che si è staccata presenterà quella linea mitocondriale. Inoltre, sapendo che le sostituzioni nucleotidiche avvengono ogni tot anni posso ricavarmi il periodo della separazione) e esiste in elevato numero nella cellula (e quindi è più probabile ritrovarlo negli individui del passato rispetto al DNA nucleare). VNTR o DNA ipervariabile Sequenze altamente polimorfiche organizzate in oltre 1000 gruppi di corte unità ripetute in tandem. Queste unità hannodimensioni diverse ma sono accumunate da una sequenza centrale detta core. Molti di questi gruppi si trovano nei telomeri dove talvolta non vengono neanche trascritte. Proprio sono ipervariabili, vengono usati nel fingerprinting ossia nell'identificazione dell'impronta perché digitale che è specifica per ogni individuo. Le difficoltà legate a questa molecola riguardano per lo più la genotipizzazione e quindi la loro difficile amplificazione (perché molto lunghe e distribuiti non uniformemente nel genoma). LINES E SINES Lines sono sequenze associate prevalentemente a DNA genomico ricco di A/T e posizionate in regioni del cromosoma povere di geni, in questo modo si cerca di imporre al genoma il minimo impatto mutazionale. Le sines sono sequenze associate a DNA genomico ricco di G/C espresse per lo più in condizioni di stress. L'impiego dei polimorfismi del cromosoma Y Il cromosoma Y può essere considerato come l'alter ego del

DNA mitocondriale, viene utilizzato in antropologia forense in quanto presenta particolari caratteristiche:

• È un piccolo cromosoma acrocentrico costituito da circa 60Mbp
• Possiede pochissimi geni funzionali quindi la regione non ricombinante è abbondante. Alcuni geni sono specifici di questo cromosoma, altri sono presenti in omologia anche nel cromosoma X
• È per lo più geneticamente inerte, costituito da eterocromatina costitutiva composta da differenti tipi di DNA non codificante
• Si eredita per via paterna e ha un tasso di mutazione basso all'interno di piccole regioni di omologia dette regioni pseudoautosomiche, il materiale genetico può essere scambiato per crossing over. Queste regioni ricombinanti poste per lo più all'estremità dei telomeri, vengono dette PAR1 e PAR2 e non mostrano ereditarietà legata al sesso
• Inoltre, essendo il cromosoma Y un frammento di DNA trasmesso in modo unilineare ed essendo costituito

prevalentemente da una regione non ricombinate il cromosoma Y ha la possibilità di essere ascritto in quella categoria di marcatori noti come aplotipi del cromosoma Y. Si tratta quindi di marcatori a trasmissione uniparentale in particolare patrilineare. Oltre al cromosoma Y anche il DNA mitocondriale aveva questa funzione tuttavia era a trasmissione matrilineare. Il cromosoma Y presenta sia polimorfismi di sequenza detti SNP's che polimorfismi di lunghezza detti STR mentre il DNA mitocondriale presenta solo SNP's. L'insieme di polimorfismi che sono associati fisicamente tra di loro in un cromosoma Y o nel DNA mit viene detto aplotipo. Per aplotipo si intende la combinazione di diversi stati allelici di un set di marcatori polimorfici che si trovano fisicamente associati sulla stessa molecola di DNA, come un cromosoma o una regione cromosomica. Un aplotipo è caratterizzato da mutazioni specifiche che stanno nel DNA. Gli aplotipi nel DNA mitocondriale possono

essere identificati andando a vedere le mutazioni nella regione non codificante detta D-loop e nella regione codificante. Nella regione d-loop vi sono regioni HV1 e HV2 che sono ipervariabili e quindi possono presentare molte mutazioni che possono essere condivise da individui della stessa popolazione ma non da individui di popolazioni diverse. Due individui che hanno mutazioni uguali nelle regioni codificanti e non, appartengono allo stesso aplogruppo e hanno due aplotipi uguali. Nel DNA mit l'aplotipo sarà dato dalla somma delle variazioni della sequenza nucleotidica mentre nel cromosoma Y, l'aplotipo sarà dato dalla somma della variabilità di si intende invece il gruppo di aplotipi di cui si ipotizza un'origine polimorfismi STR. Per aplogruppo comune grazie alla condivisione di mutazioni caratteristiche (generalmente ad evoluzione lenta). I polimorfismi del cromosoma Y possono essere analizzati per varie applicazioni:

• Anlisi genealogiche
• Studi

evoluzionistici- Analisi forensi: infatti, i polimorfismi del cromosoma Y possono essere impiegati per svariate caratteristiche:

• vengono trasmessi inalterati in modo patrilineare, per cui tutti gli uomini di quella discendenza avranno il medesimo aplotipo se non vi sono state mutazioni e quindi ad esempio nei test di paternità è possibile usare il campione di qualunque soggetto maschile della medesima famiglia.
• Questi polimorfismi sono presenti solo sul cromosoma Y e non vi è ricombinazione intercromosomica per cui i marcatori non si riassortiscono da una generazione all'altra.
• Attualmente sono analizzabili con un'elevata attendibilità fino a 17 regioni STR del cromosoma Y guida internazionali per l'analisi e l'interpretazione del dato.
• Sono state emanate linee analitico. Il metodo di analisi è analogo a quello impiegato nell'analisi dei polimorfismi STR autosomici ma vi è un limite di rilevazione maggiore.

un'interpretazione del dato più semplice. - Nei reati di violenza sono particolarmente usati in quanto viene rilevata solo la componente maschile, quindi nelle miscele genetiche di più soggetti la risoluzione è semplificata. Infatti, proprio perché gli STR sono presenti solo sul cromosoma Y è facile differenziare il DNA maschile da quello femminile. Sono utili anche per la risoluzione di casi di violenze in cui l'uomo è privo di sperma (non si può estrarre il DNA). Limitazione dell'impiego del cromosoma Y in antropologia forense. Queste di base sono minime ✓ → Eredità patrilineare tutti i membri maschi di una medesima discendenza → presentano il medesimo aplotipo Y a meno di eventi mutazionali in casi di violenza sessuale e, comunque, in tutti i contesti in cui è stato commesso un crimine, dell'aplotipo Y-STRs non è possibile escludere a priori un'intera sulla base discendenza maschile. Seci sono delle piccole mutazioni sul DNA non è possibile accusare una persona se il suo cromosoma y non combacia perfettamente con quello della scena del crimine. Sono concatenati l'uno all'altro (per assenza di ricombinazione) ai loci Y-STR, costituendo un aplotipo che può essere considerato come un singolo locus multiallelico (altamente polimorfico), quindi non sono trasmessi in maniera indipendente l'uno dall'altro. Il potere di discriminazione è estremamente inferiore a quello di un profilo genetico autosomico e la RMP non può essere calcolata. A volte vi sono problemi di carattere metodologico, con gli STR la RMP non può essere calcolata, questo perché nel DNA autosomico c'è ricombinazione mentre negli STR sono un blocco trasmesso tutto intero. Il cromosoma Y non ricombina e quindi su di esso non si calcola la RMP. Sono necessari studi popolazionistici per valutare la

Calcolarne la frequenza di comparsa in database p