marcadores moleculares para características físicas
Post on 20-Jun-2015
2.498 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Marcadores para Características
Físicas em Genética Forense
Professor: Dr. Rinaldo PereiraAlunas: Ana Cláudia Oliveira; Larissa Santos; Luciana Vieira; Mikaely Gonçalves
Brasília, Junho de 2011
Genética Forense Atual Contextualização
A Identificação humana por DNA é uma ferramenta poderosa para:o Casos de paternidade;o Identificação de pessoas desaparecidas;o Investigação criminal.
Perfil de DNA:o Regiões do DNA analisadas:
• Maior variação individual;• Facilidade de estudo.
o Banco de Dados de perfis genéticos.
Genética Forense Atual Contextualização
o Marcadores polimórficos de DNA• SNPs;• Conjuntos específicos de SNPs - determinação de
características físicas.
Marcadores genéticos específicoso Importância na investigação criminal.
AncestralidadeCaracterísticas Físicas
Estudo de Galton e Candolle: o Descrição da natureza fenotípica da cor dos
olhos, em estudos de herança nas famílias;o Predição de características físicas na
investigação da ancestralidade geográfica.
http://3.bp.blogspot.com/_VjhZVizBKfI/TL5m1mCc2FI/AAAAAAAAAEw/NcuY4cbTqMs/s1600/cor+dos+olhos.jpg
AncestralidadeCaracterísticas Físicas
Hipóteses sobre a evolução da pigmentação da pele em humanos, segundo Esteban J. Parra:o Exposição a raios UV;o Níveis de melanina e latitude.
Variação da pigmentação da pele em humanos STURM, 2009
AncestralidadeCaracterísticas Físicas
Estudo brasileiro, da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG):o Pele escura não indica com segurança que a pessoa
teve a maioria de seus genes herdada de ascendentes africanos;
o Indivíduo de pele branca, não é possível afirmar que a maioria dos seus genes são herdados de ascendentes europeus;
o Brasil – Cor determinada por avaliação física é um fraco fator de predição de ancestralidade genômica africana ou européia – Miscigenação.
Os Operários, 1933
Distribuição da Pigmentação da Pele em Populações
Humanas
www.interscience.wiley.com.
Distribuição da Pigmentação da Pele em Populações
Humanas
Pigmentação Humana
Diversidade na pigmentação humana:
Fatores Ambientais e Culturaiso Exposição a radiação UV.
Pigmentos Exógenoso Carotenóides – amarelo.
Pigmentos Endógenoso Oxihemoglobina - vermelhoo Desoxihemoglobina – azul.
Genes o Determinam o número, tamanho e distribuição de
Melanossomas;o Proporção de eumelanina preta/marrom;o Pigmento feomelanina amarelo/vermelho.
Melanogênese O processo de melanogênese ocorre dentro dos
Melanócitoso Localizados em diversos locais: olhos (epitélio pigmentar
retiniano, íris e coróide), ouvidos (estrias vasculares), SNC (leptomeninges), matriz dos pêlos, mucosas, e pele.
Melanossomas o Estruturas intracitoplasmáticas específicas dos melanócitos
que sintetizam e armazenam melanina. Quando repletos, direcionam a melanina para o interior dos ceratinócitos.
http://www.scielo.br/pdf/abd/v84n6/v84n06a08.pdf
Melanogênese
Gillian Tully .Genotype versus phenotype: Human pigmentation. Forensic Science International: Genetics 1 (2007) 105–110.
Melanogênese
A diferença fenotípica entre populações mais pigmentadas e menos pigmentadas não reside no número de melanócitos, mas na da atividade de
síntese de melanina pelos melanossomas!
http://cliquedicas.blogspot.com/2009_05_01_archive.html
Características Fenotípicas
Importância em Genética forense:
o Auxílio na resolução de casos criminais:• Prevê características visíveis do suspeito partir de uma
amostra de DNA presente na cena do crime;• Restringe o número de suspeitos criminosos.
o Detecção de genes envolvidos na determinação do sexo, e na pigmentação da pele, cabelo, olho:• Pesquisas de SNPs através da associação genômica (GWA)
e Mapeamento HapMap.
o Complexidade na determinação de genes envolvidos na altura dos indivíduos.
Marcadores de Características
Fenotípicas
Gene do Receptor de Melanocortina 1 - MC1R Membro da família de receptores acoplados a
proteína G;
Papel fundamental na mudança de eumelanina e síntese feomelanina nos melanócitos;
Essencial para pigmentação da pele e do cabelo;
Também tem sido associado com a cor dos olhos;
Valor preditivo limitado.
Gene do Receptor de Melanocortina 1 - MC1R Ligação do hormônio melanócito-estimulante
(a-MSH) com MC1R resulta:o Na ativação da guanilato ciclase, aumento dos níveis
de AMPc e da atividade de tirosinase;o Promove a produção de eumelanina dentro dos
melanócitos.
Quando o antagonista de sinalização da proteína (ASIP) liga-se a MC1R:o Há uma diminuição da atividade da tirosinase e tem
produção de feomelanina.
Gene do Receptor de Melanocortina 1 - MC1R
Na Europa, na Ásia Oriental e Sudeste da Ásia, o MC1R é altamente polimórfico;
Mutações que têm uma forte associação com o cabelo vermelho/fenótipo de pele clara:o Asp84Glu, Arg151Cys Arg160Trp, e Asp294His;
Associação fraca:o Val60Leu, Val92Met e Arg163Gln.
Mutações do Gene MC1R
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19083738
Gene Oculocutâneo Tipo II – OCA2
Codifica a proteína P-humana;
Mutações nesse gene são responsáveis pelo albinismo;
Também associada com variação de pigmentação normal do olho e do cabelo;
Polimorfismo Arg305Trp – pigmentação entre diferentes populações;o Alelo 305Trp é o mais comum em Caucasianos;o Alelo 305Arg é o mais comum em indivíduos da raça
negra.
SLC24A5
Localizado no cromossomo 15 no braço longo (21.1);
Precursor do melanossoma;
Efeito clareador da pigmentação - substituição de alanina por treonina no aminoácido 111;
Relacionado a cor pálida da pele dos europeus;
Associado a cor do cabelo.
Gene da Tirosinase - TYR
Codifica enzima chave na melanogênese;
Dependente de íons cobre para catalisar a biossíntese da melanina;
Responsável pelo tipo mais comum de albinismo;
Associado com a pigmentação normal da pele e da íris do olho.
Genes Polimórficos Envolvidos na Pigmentação em Humanos
Human Molecular Genetics, 2009, Vol. 18, Review Issue 1 R9–R17 doi:10.1093/hmg/ddp003
PCR Multiplex Permite amplificar simultaneamente múltiplos
locos:o Amplificação de várias sequencias específicas do DNA
ao mesmo tempo;o Amplifica mais de 10 regiões distintas do DNA;o Utilização de vários primers.
Realizada após a extração de DNA.
A PCR multiplex é a metodologia de escolha para análise dos marcadores de características físicas a partir do DNA:o SNPs.
PCR Multiplex
São usados primers específicos para cada seqüência que se deseja ampliar:
o Cor do cabelo (Kitlg, OCA2, MC1R, TYRP1, SLC45A2, HERC2, ASIP);
o Cor dos olhos (OCA2, HERC2, e TYR);
o Pigmentação da pele (MC1R,TYR, SLC24A2);
o Comprados ou confeccionados.
PCR Multiplex
Tratamento Enzimático
Extensão dos Produtos
Eletroforese Capilar
Eletroforese Capilar
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422003000100013
Eletroforese Capilar
Caroline Bouakaze, 2009
Caroline Bouakaze, 2009
Retinome
17 de agosto de 2004, a DNAPrint ™ anuncia o lançamento do RETINOME ™ para o mercado forense;
Prever a cor da íris do olho humano a partir do DNA;
Usado para predizer uma característica complexa a partir do DNA;
Usado por investigadores forenses.
Retinome
O teste RETINOME ™, junto com outros testes constituem um grande avanço na ciência;
Inferência precisa da cor da íris através de SNPs específicos.
IrisPlex
Sistema de genotipagem multiplex para a cor dos olhos;
Prever a cor dos olhos azul e marrom em humanos:o Precisão >90%.
Requer uma pequena quantidade de DNA, cerca 31 pg;
Amplificação de fragmento de apenas 80-128 pb;
Não requer informação sobre a ancestralidade-biogegráfica;
Recomendada para a tipagem de DNA degradado;
Maior sensibilidade do que os outros métodos disponíveis atualmente.
IrisPlex Obtenção de amostra de DNA:
o Diversos materiais podem ser usados;
Extração de DNA pelo kit Mini QIAamp DNA (Qiagen);
6 SNPs:o HERC2 - (rs12913832);o OCA2 - (rs1800407);o SLC24A4 - (rs12896399);o SLC45A2 ( MATP) - (rs16891982);o TYR - (rs1393350);o IRF4 - (rs12203592);
Amplificação dos mesmos pelo PCR multiplex.
IrisPlex
Purificação do produto obtido, para remover primers e dNTPs sem personalidade jurídica;
Realização de Ensaio SBE multiplex com uma mistura de reação SNAPshot (Applied Biosystems);
Quantificação usando o DNA humano kit Quantifiler (Applied Biosystems);
Eletroforese capilar;
Comparação com padrões conhecidos.
SNaPshot
http://www3.appliedbiosystems.com/cms/groups/mcb_support/documents/generaldocuments/cms_042107.pdf
SNaPshot
Minisequenciamento;
Extensão de primer alelo-específico;
Dideoxinucleotídeos marcados com corante fluorescente;
Três passos:o Amplificação;o Extensão;o Análise.
Questões ÉticasOpinião Científica x
Opinião da Sociedade
Quais sãos as informações obtidas pelos marcadores de DNA? Elas são tratadas com sigilo?
Princípios
Privacidade
Autonomia
Igualdade
Liberdade
Etapas na Identificação de Suspeitos
Amostra na cena de crime
Extração do DNA Amplificação dos STRs por PCR Eletroforese Capilar
Comparação com perfis em Bancos de
Dados
Não obtenção de perfil compatível com
o suspeito
Investigação por meio de
características fenotípicas
Marcadores de características
fenotípicas
PCR Multiplex (SNAPSHOT),
Retinome, IrisPlex
Identificação de possíveis suspeitos
Amplificação de STRs dos suspeitos para obtenção de perfil
genético
Comparação do perfil dos suspeitos com o perfil da amostra da
cena de crime
Identificação do suspeito
Compatibilidade do perfil do suspeito com o perfil da
amostraIdentificação do
Suspeito
Referências Bibliográficas
BOND J.W. Value of DNA evidence in detecting crime. J Forensic Sci 52, 128-136, 2007.
DECORTE, Ronny. Genetic identification in the 21st century—Current status and future developments. Forensic Science International 201 (2010) 160–164.
EDWARDS, Mary C., GIBBS, Edwards R. A. Multiplex PCR: Advantages, Development, and Applications. Institute for Molecular Genetics, Baylor College of Medicine, Houston, Texas 77030. June 2, 2011.
GRAHAM, Eleanor A. M.. DNA reviews: predicting phenotype. Forensic Sci Med Pathol (2008) 4:196–199 DOI 10.1007/s12024-008-9056-6.
JAGER, Alessandra V., TAVARES, Marina F. M. Determinação simultânea de cátions por eletroforese capilar: fundamentos e aplicações. Instituto de Química, Universidade de São Paulo, Vol. 24, n3, May/June 2001.
KAYSER, Manfred, SCHNEIDER, Peter M. DNA-based prediction of human externally visible characteristics in forensics: Motivations, scientific challenges, and ethical considerations. Forensic Science International: Genetics 3 (2009) 154–161.
Referências Bibliográficas
MARANO, Leonardo Arduino, SIMÕES, Aguinaldo Luiz, OLIVEIRA, Silviene Fabiana, TEIXEIRA, Celso Mendes-Junior. Polimorfismos genéticos e identificação humana: o DNA como prova forense. Sociedade Brasileira de Genética. RGE – Revista Genética na Escola, 2010.
MIOT, Luciane, et al. Fisiopatologia do melasma. An Bras Dermatol. 2009;84(6):623-35.
PARRA EJ. Human pigmentation variation: evolution, genetic basis, and implications for public health. Am J Phys Anthropol Suppl 45: 85–105, 2007.
PENA, Sergio D. e cols. The phylogeography of African Brazilians. Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG. PLoS One, 2007.
PULKER, Hannah, et al. Finding genes that underlie physical traits of forensic interest using genetic tools. Forensic Science International: Genetics 1 (2007) 100–104.
Referências Bibliográficas
SCHULZ ,Heidi L., GOETZ, Thomas, KASCHKOETOE, Juergen; WEBER, Bernhard H.F. The Retinome – Defining a reference transcriptome of the adult mammalian retina/retinal pigment epithelium. BMC Genomics. Published: 29 July 2004.
STURM, Richard A. Molecular genetics of human pigmentation diversity Human Molecular Genetics, 2009, Vol. 18, Review Issue 1 doi:10.1093/hmg/ddp003, 2008.
TULLY, Gillian. Genotype versus phenotype: Human pigmentation. Forensic Science International: Genetics 1 (2007) 105–110.
WALSH, Susan, LINDENBERGH, Alexander Zuniga, SIJEN, Sofia B. Titia, KNIJFF, Peter de, KAYSER, Manfred, BALLANTYNE , Kaye N. Developmental validation of the IrisPlex system: Determination of blue and brown iris colour for forensic intelligence. Forensic Science International: Genetics, Vol. 648, No. of Pages 8. 2010.
top related