Curso de Genética Forense 02

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MÓDULO II 
 
 
DNA Genômico X DNA Mitocondrial 
 
O conjunto completo de sequências no material genético de um organismo é 
denominado genoma, incluindo todos os cromossomos mais qualquer DNA presente nas 
organelas. O genoma nuclear humano possui cerca de 3300 Mb, distribuídos em 22 
cromossomos autossômicos e 2 sexuais (Figura 30 e 31), compostos de 30 a 35 mil 
genes, caracterizando por 1,5% a 2% de DNA codificante de proteínas, sendo que 46% 
do total constitui-se de sequências de DNA repetitivas (Wiemann, 2001; Szymasky, 2005). 
 
 
 Figura 30: Cromossomos humanos. 
 
 
 
 
 
 
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 Figura 31: Cariótipo de um humano do sexo masculino. 
 
 
A finalização do sequenciamento do DNA humano (Tabela 1) trouxe alguns dados 
que alteraram os valores esperados pela comunidade científica, como por exemplo, a 
quantidade de genes. Estimava-se que o genoma humano possuía mais de 80.000 genes, 
mas após o Projeto Genoma, estima-se que existam de 20.000 a 25.000 genes (Figura 
32). 
 
 
 
 
 
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 Tabela 1: Quantidade de nucleotídeos em cada cromossomo humano. 
 
 
 
 
 
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 Figura 32: Resumo das características básicas do genoma humano. 
 
 
 
 
 
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O genoma mitocondrial possui particularidades que o diferenciam do genoma 
cromossômico, sendo sua herança materna. Sua estrutura circular de 16,5Kb lhe fornece 
maior resistência à digestão enzimática de uma única célula há a presença de milhares de 
mitocôndrias, cada qual com uma cópia de DNA mitocondrial, sendo que 93% do seu 
genoma é codificante, não possuindo íntrons e com poucas regiões repetitivas (Anderson 
et al, 1981). Dentro de uma única célula há inúmeras cópias do genoma mitocondrial, ao 
contrário do genoma nuclear, que possui uma cópia por célula (Budowle et al, 2003) 
(Figura 33, 34 e 35). 
 
 
Adaptado de http://www.fbi.gov/hq/lab/fsc/backissu/july1999/dnaf1.htm. Acessado em 28/09/2008 
Figura 33: Diferenças básicas entre o DNA genômico ou nuclear e mitocondrial. 
 
 
 
 
 
 
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Figura 34: Representação esquemática do DNA genômico ou nuclear e do DNA mitocondrial 
(mtDNA). 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 35: Representação esquemática do DNA mitocondrial (mtDNA), de acordo com as suas 
regiões hipervariáveis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Marcadores de Variação Genética 
 
A variabilidade do DNA humano confere a diferença entre cada ser vivo, sendo 
que pode ser denominada por polimorfismo se a variação genética possuir frequência 
acima de 1% em determinada população e mutação abaixo desse valor (Beiguelman, 
2006). Jeffreys et al. (1985) foi um dos primeiros a analisar as regiões de minissatélites do 
DNA humano, possibilitando a investigação de paternidade e a identificação em casos 
criminais. O polimorfismo dos minissatélites permite que ocorra a diferenciação dos 
indivíduos, aumentando a possibilidade de termos uma quantidade maior de alelos na 
população, desde que não sejam gêmeos idênticos, posto que terão o mesmo perfil 
genético. Para a análise do minissatélite, Jeffrey et al. desenvolveram o DNA fingerprint 
(impressão digital de DNA). Ao utilizar a tecnologia de Southern blot, obtiveram um 
padrão de bandas específico para cada indivíduo, como se fosse uma impressão digital. 
Os Single Sequence Length Polymorphism (SSLP) ou polimorfismo de 
comprimento de sequência única englobam os VNTR (Variable Number of Tandem 
Repeats) ou repetições consecutivas de número variável (Wyman e White, 1980; Jeffreys 
et al,1985; Wolff et al,1989) ou minissatélites descritos no parágrafo anterior, e também os 
STR (Short Tandem Repeats) ou repetições consecutivas curtas ou microssatélites 
(Edward et al, 1991; Edward et al, 1992) (Figuras 36, 37 e 38). 
A diferença entre eles é o tamanho da sequência que se repete, sendo que nos 
microssatélites essa estrutura é menor, pois possuem repetições constituídas de 2 a 9 
pares de bases, e o minissatélite, de 10 a 64 pares de bases. Esse DNA satélite na 
maioria das vezes não é transcrito, consequentemente não está associado com a 
expressão da informação genética (Nelleman et al, 1994; Hamond et al, 1994; Gill et al, 
1994; Urquart et al, 1994; Chakraborty et al, 1999). 
 
 
 
 
 
 
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Figura 36: Representação esquemática comparando as VNTRs das STRs, segundo sua unidade de 
repetição. 
 
 
Figura 37: Representação esquemática das repetições consecutivas do STR TPOX e seus 
respectivos alelos. 
 
 
 
 
 
 
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Os Single Nucleotide Polymorphism (SNP) ou polimorfismo de nucleotídeo único 
é uma variação na sequência de DNA que ocorre quando um nucleotídeo é alterado por 
outro em sequências de DNA que podem ou não codificar genes (Delahunty, 1996; 
Sobrino et al, 2005; Butler, 2005) (Figuras 38 e 39). 
 
 
Figura 38: Representação esquemática comparando os polimorfismos de sequência com os de 
comprimento. 
 
 
 
 
 
 
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Figura 39: Representação esquemática de sequências de DNA de três indivíduos distintos com a 
presença de um SNP (polimorfismo de sequência) e um STR (polimorfismo de comprimento), mostrando 
suas diferenças. 
 
 
Atualmente, os STRs e SNPs são empregados amplamente para a identificação 
humana e possuem diferenças relevantes (Gill et al, 2004; Butler, 2005) (Quadro 1). 
 
 
 
 
 
 
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Quadro 1: Comparação entre os STRs e SNPs (adaptado de Butler, 2005). 
STR SNP 
Variam de 2 a 9 nucleotídeos que se 
repetem consecutivamente 
Troca de bases A/T, A/G, A/C, C/T, 
C/G, T/G. 
Apresentam-se em diversos alelos, 
normalmente mais de 5 
Normalmente 2 
Detectado por separação 
eletroforética em gel ou capilar 
Análise por sequenciamento ou 
hibridização em microchip. 
O FBI preconiza 13 STRs Estima-se que mais de 50 SNPs 
seriam necessários para a análise (Gill 
et al, 2004) 
Vantagens: 
• Banco de dados populacionais 
realizado no mundo todo 
• A presença de vários alelos 
facilita a identificação de 
mutações e misturas de DNA. 
Vantagens: 
• Os produtos de PCR podem ser 
menores, resultado em maior 
chance de amplificação, 
principalmente em amostras 
biológicas degradadas. 
• Após devidamente otimizados e 
estudados, pode-se analisar mais 
de 1000 SNPs em um mesmo 
microchip, mas essa tecnologia 
ainda não é amplamente 
empregada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A análise dos SNPs também pode estar associada aos fenótipos individuais, 
havendo uma possibilidade futura de identificação de traços físicos como, por exemplo, a 
cor da íris (Frudakis et al, 2003). Sua grande aplicação na atualidade se dá nas pesquisas 
de farmacogenética e na indústria farmacêutica, na caracterização de doenças de origem 
genética e bioquímica (Wang et al, 1998). 
Jobim et al. (2006) relata que os melhores STRs utilizados na identificação 
humana são aqueles com maior polimorfismo (maior número de alelos), menor tamanho 
(100 a 200 pares de bases), elevado índice de discriminação e heterozigose, e baixa 
frequência de mutações. Para isso, há a necessidade dos laboratórios realizarem a 
frequência genética em pelo menos 100 indivíduos não relacionados. 
 
Análise do DNA Forense: Aspectos Gerais 
 
Para analisar uma amostra de material biológico visando caracterização de 
vínculo genético, seja familiar ou em casos criminais, qualquer contaminação de DNA 
estranho, ou mesmo a inadequação das metodologias aplicadas, pode resultar tanto na 
impossibilidade de estabelecer os perfis genéticos como na inutilização da amostra, posto 
que principalmente em casos forenses a amostra pode ser única. A primeira preocupação 
no estudo do perfil genético, visando à identificação humana, é avaliar o quanto as 
metodologias de detecção utilizadas pelos laboratórios são válidas, assim como seus 
princípios moleculares e genéticos. 
Tendo em vista assegurar uma geração de dados corretos e tecnologias 
adequadas, um apropriado programa de controle de qualidade é essencial para os 
laboratórios de análises clínicas que realizam identificação humana pelo DNA. Todas as 
metodologias de análise de DNA forense devem ser submetidas a um programa de 
validação visando assegurar a segurança, a reprodutibilidade e robustez da técnica 
(Klosterman, 2001). Resumidamente, a análise de DNA forense ocorre da seguinte 
maneira (Figura 40): 
 
 
 
 
 
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Figura 40: Esquema da sequência dos métodos a serem utilizados para o estudo do DNA forense, 
englobando os estudos da Biologia, da Tecnologia envolvida e da Genética aplicada. 
 
 
Desde 1989, a Sociedade Internacional de Hemogenética Forense (ISFG), que 
atualmente é denominada de Sociedade Internacional de Genética Forense (ISFG), 
publica recomendações envolvendo polimorfismos de DNA, demonstrando o interesse em 
avaliar a reprodutibilidade e exatidão das metodologias utilizadas. O FBI acrescenta 
alguns itens para o controle de qualidade dos laboratórios que trabalham com evidências 
de DNA forense, que inclui, além desses cuidados, a realização de periódicos testes de 
proficiência (a cada 180 dias) e auditorias anuais, para a manutenção da garantia de 
qualidade. O teste de proficiência é utilizado para monitorar o rendimento e identificar 
 
 
 
 
 
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tópicos que devem ser aperfeiçoados e a auditoria para averiguar a qualidade das 
atividades realizadas pelo laboratório (DNA Advisory Board, 2000). 
Os exercícios propostos para laboratórios que realizam caracterização de vínculo 
genético normalmente são constituídos de amostras biológicas de indivíduos mãe, filho e 
suposto pai, com o intuito de comparar as estratégias utilizadas, seus protocolos 
metodológicos, assim como os resultados obtidos entre os participantes (Bjerre et al, 
1997; Hallengerb e Morling; 2001). 
No Brasil, tais testes de proficiência em identificação humana pelo DNA são 
realizados pelo Grupo Espanhol e Português da Sociedade Internacional de Genética 
Forense (Grupo Español Y Portugués - International Society for Forensic Genetics), não 
havendo um grupo específico que realize testes de proficiência no país. Esses testes 
consistem na análise de amostras de sangue e outro fluido biológico que simulam um 
caso forense para a manutenção da qualidade na análise do DNA de amostras (ISFG, 
2000). 
As contaminações das amostras pelos investigadores e pessoas do laboratório 
podem resultar em uma incorreta interpretação do perfil genético. Dessa maneira, o 
desenvolvimento e cumprimento de normas de procedimentos e treinamentos específicos 
para o exame de DNA tornaram-se imprescindíveis (Neumayer, 1998; INTERPOL, 2001). 
Nos EUA o FBI implantou o CODIS - Combined DNA Index System, que tornou-se 
operacional em 1998, e combina a ciência forense com a tecnologia eletrônica, formando 
um banco de dados de perfis genéticos de DNA extraído de evidências biológicas 
coletadas na cena do crime e DNA de criminosos condenados por agressão sexual e 
outros tipos de violência física (Figura 41). Todos os estados americanos podem ter 
acesso a esse banco de DNA e, dessa maneira, há a possibilidade de comparar os perfis 
genéticos de um suspeito em um crime com os perfis contidos no CODIS, averiguando se 
o mesmo cometeu anteriormente outra infração (FBI, 2002). 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 41: Inspeção visual de evidência forense. 
 
 
O CODIS selecionou 13 STRs para a análise do perfil genético: CSF1PO, FGA, 
TH01, TPOX, vWA, D3S1358, D5S818, D7S820, D8S1179, D13S317, D16S539, D18S51, 
e D21S11 (Budowle & Moretti, 1999) (Figura 42 e Tabela 2). Esse conjunto de loci 
transformou-se uma referência para outros países do mundo, no que se refere à ciência 
forense (Sun et al, 2003). 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 42: STRs recomendados pelo Banco de DNA, vinculado ao FBI (CODIS), segundo a sua 
distribuição nos cromossomos humanos. Fonte: http://www.cstl.nist.gov/div831/strbase/fbicore.htm. 
 
 
 
 
 
 
 
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Tabela 2 – Informação dos 13 STRs recomendados pelo CODIS. 
 
Nome do 
Lócus 
Localização do 
cromossomo 
Unidadede 
repetição 
Acesso 
GenBank 
http://www.n
cbi.nih.gov/
Genbank/in
dex.html
Variação 
dos alelos 
Número de alelos 
observados 
CSF1PO 5q33.1 
c-fms pronto-
oncogene, 
6° intron 
TAGA X14720 6-16 15 
FGA 4q31.3 
α-fibrinogênio 
3° intron 
CTTT M64982 15-51,2 69 
TH01 11p15.5 
Tirosina hidroxilase 
1° intron 
TC|AT D00269 3-14 20 
TPOX 2p25.3 
Tiroide peroxidade 
10° intron
GAAT M68651 6-13 10 
VWA 12p13.31 
von Willebrand 
factor 
40° intron
[TCTG]
[TCTA] 
M25858 10-24 28 
D3S1358 3q21.31 [TCTG]
[TCTA]
NT_005997 9-20 20 
D5S818 5q23.2 AGAT G08446 7-16 10 
D7S820 7q21.11 GATA G08616 6-15 22 
D8S1179 8q24.13 [TCTA]
[TCTG]
G08710 8-19 13 
D13S317 13q31.1 TATC G09017 5-15 14 
D16S539 16q24.1 GATA G07925 5-15 10 
D18S51 18q21.33 AGAA L18333 7-27 43 
D21S11 21q21.1 [TCTA]
[TCTG] 
complexo
AP000433 24-38 70 
Adaptado de Butler et al, 2005 
 
 
O DNA working group of the European Network of Forensic Science Institutes 
(ENFSI) e Scientific Working Group on DNA Analysis Methods (SWGDAM) (Gill et al, 
2004) levantam a possibilidade futura da substituição do banco de dados de DNA 
atualmente contendo os 13 STRs indicados pelo CODIS do FBI por um banco de dados 
 
 
 
 
 
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de DNA contendo informações de SNPs. Entretanto, os autores citam que a curto e médio 
prazo não haverá a substituição dos bancos de dados, inclusive das tecnologias 
utilizadas, e sim a incorporação dos mesmos em estudos forenses visando à 
padronização do seu uso assim como de sua análise. 
Essa normatização possibilita maior facilidade em comparar tanto as frequências 
alélicas populacionais como os resultados dos perfis genéticos, mesmo que seja realizada 
em outros países. Visando futuramente implantar um banco de perfis genéticos de 
criminosos como o CODIS, o governo federal brasileiro já adotou os STRs sugeridos pelo 
CODIS como referência em perícias criminais em seu Manual de Padronização de 
Exames de DNA em Perícias Criminais (Secretaria Nacional de Segurança Pública - 
SENASP, 2006), que está sendo utilizado como referência para os laboratórios que 
trabalham com identificação humana. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Estudo da Metodologia Aplicada à Identificação Humana 
 
A análise do DNA em caracterização do vínculo genético engloba desde o 
domínio da metodologia de coleta do material biológico até a interpretação dos resultados 
obtidos (Butler, 2004) (Figura 43). Cada qual possui sua particularidade e cuidados 
inerentes à técnica que podem oferecer vantagens e desvantagens, de acordo com o 
objetivo almejado. 
 
 
 Figura 43: Esquema de todos os procedimentos envolvidos em caracterização do vínculo 
genético. 
 
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Exame Pericial no Local do Crime 
 
Em 2000, a Agência Federal de Investigação dos Estados Unidos (EUA), mais 
conhecida como FBI (Federal Bureau of Investigation), elaborou um guia para a 
investigação da cena do crime (TWGCSI – Grupo de trabalho técnico da investigação da 
cena do crime, 2000). Esse manual visa à padronização das práticas adotadas para a 
investigação da cena do crime dos policiais e peritos americanos, tornando-se referência 
em investigação da cena do crime, seja para o exame de DNA forense ou não. Eles 
elaboraram esse manual dividindo em cinco sessões distintas: chegada à cena do crime, 
documentação preliminar, avaliação da cena, processando a cena, finalizando a 
investigação da cena do crime. 
 
1) Chegada à cena do crime: Um dos cuidados mais importantes da perícia 
criminal é a manutenção das evidências físicas e a preservação da cena do crime, que 
deve ser realizada imediatamente após sua constatação, e é realizado normalmente pela 
polícia local (Figura 44). 
 
a) Anotar o local, a data, o tipo de ocorrência, casas, veículos, eventos 
ocorridos e elementos envolvidos; 
b) Não permitir que pessoas, veículos ou objetos saiam da cena do crime, 
identificando possíveis vítimas e suspeitos; 
c) Aproximar-se da cena cuidadosamente e verificar a possibilidade de outros 
crimes ao redor; 
d) Realizar observações iniciais (olhar, ouvir e cheirar) o ambiente e anotá-los; 
e) Observar a possibilidade de perigo de explosão e contaminação por 
materiais perigosos ou tóxicos e, se necessário, chamar policiais especializados para 
analisar a cena do crime; 
 
 
 
 
 
 
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Figura 44: Esquema de isolamento da cena do crime. 
 
 
f) Não permitir que pessoas, veículos ou animais se aproximem da cena do 
crime, evitando contaminações e perigos como explosões; 
g) Após controlar as situações de perigo e isolar a área, a próxima atenção é 
chamar socorro médico para dar assistência médica necessária aos feridos, minimizando 
ao máximo a contaminação da cena do crime; 
h) Anotar todas as etapas dos cuidados médicos, desde sua hora de chegada 
até os cuidados prestados; 
i) Assegurar que evidências como roupas, objetos e manchas encontradas no 
corpo sejam preservadas pela equipe médica; 
j) Documentar todos os comentários e testemunhos de pessoas envolvidas ou 
presentes no local do crime ou ao seu redor; 
 
 
 
 
 
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k) Um oficial da polícia deve sempre que possível acompanhar a vítima para o 
hospital para garantir a preservação das evidências ou mesmo documentar comentários 
feitos pelo paciente; 
l) Lacrar a cena do crime com faixas e adesivos; 
m) Controlar o fluxo de pessoas, inclusive peritos e outros policiais; 
n) Se possível, efetuar mensurações e tirar fotografias com escalas, para 
preservar asevidências – como pegadas, marcas de pneu no chão, etc –, presentes na 
cena do crime, caso chova, neve ou derreta (se for gelo); 
o) Não permitir que qualquer pessoa fume, masque chiclete, use o telefone ou 
banheiro, coma ou beba qualquer coisa, mexa nos vidros e janelas, mude os móveis de 
lugar, etc. Ou seja, não permitir que mexam em qualquer objeto presente na cena do 
crime ou ao seu redor; 
p) Toda a documentação e anotações feitas pelo policial devem ser entregues 
ao investigador de polícia para posterior estudo e análise. 
 
2) Documentação preliminar e avaliação da cena: 
 
a) O investigador de polícia deverá documentar todas as informações 
recolhidas pelo policial, organizá-las e identificá-las com os dados da região do crime 
(delegacia, responsável, cidade, estado, etc); 
b) Continuar a manutenção da cena do crime descrita anteriormente, 
documentando todas as pessoas que estiverem participando da investigação; 
c) Definir estratégias para a análise fotográfica e recuperação dos vestígios 
encontrados na cena do crime. 
 
3) Processando a cena: 
 
a) O investigador deverá avaliar e posteriormente solicitar a presença de 
peritos criminais, de acordo com a especialidade envolvida; 
b) O controle da contaminação deve ser extremamente rígido, evitando-se o 
contágio dos profissionais, das vítimas, da cena do crime, dos objetos, etc.; 
 
 
 
 
 
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c) Utilizar equipamentos de proteção individual (EPI), como luvas (obrigatório), 
gorros e protetores de sapato (se necessário); 
d) Todo material utilizado para coleta das evidências deve estar devidamente 
limpo ou até esterilizado, caso seja para coleta de material biológico, e deve ser 
corretamente acondicionado (Figura 45); 
 
 
 
 
 Figura 45: Envelopes e sacos de papel para coleta de evidências e objetos encontrados na cena do 
crime como roupas, celulares, documentos, etc. 
 
 
 
e) Toda evidência deve ser corretamente documentada, citando-se a 
localização, identificação e condições que se encontravam, fotografada com escalas de 
referência e/ou filmadas antes de ser removida da cena do crime; 
 
f) Analisar e verificar a metodologia utilizada para a coleta da evidência. Por 
exemplo, cada método requer equipamentos e materiais diferenciados para a sua 
realização. Sendo assim, para fazer a análise de impressões digitais não se utiliza o 
mesmo equipamento para exame de marcas de mordidas, e assim por diante; 
 
 
 
 
 
 
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g) Documentar qualquer intercorrência ou dificuldade havida durante a coleta 
do material; 
h) Preservar adequadamente o material coletado com a finalidade de minimizar 
sua degradação: refrigerado, congelado, local seco, local úmido, etc.; 
i) Encaminhar para os respectivos laboratórios periciais. 
 
4) Finalizando a investigação da cena do crime: 
 
a) Determinar quais evidências foram coletadas; 
b) Discutir com toda a equipe envolvida na cena do crime as intercorrências e 
evidências. 
 
 
 
 
 
 
 
 
------------------FIM DO MÓDULO II-----------------