Genética Forense -O Uso das Ciências Biológicas na produção da prova forense.

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Biologia Forense
O Uso das Ciências Biológicas na 
produção da prova forense.
III – Genética Forense 
Helder Marques, M.Sc
helder.hmvs@gmail.com
 
O que é Genética?
“ É a Ciência que estuda por quê os filhos são parecidos 
com os pais, mas não são iguais.”
Prof. Louis Bernard Klaczko
Troca e recombinação de 
Material genético.
(Reprodução Sexuada)
Mutação
Variação
 
O Modelo Teórico
Genótipo
e
Fenótipo
Segregação dos alelos
Alelos
Permite fazer previsões estatísticas
De Vries- 1901. As “Leis de Mendel”
Dominância
e
 recessividade
 
1910 - Thomas Hunt Morgan demonstra que os genes estão localizados 
nos cromossomos, em trabalhos com a mosca Drosophila melanogaster.
A Teoria Cromossômica da Herança
1946 - Muller Demostração dos efeitos mutagênicos de 
raios X em Drosophila melanogaster.
1953 - A estrutura do DNA (dupla hélice) é 
descoberta por James Watson e Francis Crick.
1944 - Avery& McLeod e McCarty isolam o DNA como sendo material 
genético.
 
Estrutura do DNA
 
A Replicação semi-conservativa do DNA
Cadeias velhas e cadeias novas.
50% da molécula é da geração anterior.
 
A organização do DNA em 
Cromossomos.
 
DNA de organelas 
citoplasmáticas – 
mitocôndrias
Tem estrutura de DNA de 
procariontes
Haplóide
Herança materna
 
O que é um gene?
DNA informacional 
RNA
Transcrição
Proteínas
Tradução
(Gene)
Produto gênico
Núcleo
Citoplasma
 
Polimorfismo e Variabilidade
Polimorfismos Morfológicos
Polimorfismos Quantitativos
Polimorfismos Moleculares
Expressão Gênica
 
Polimorfismos Morfológicos
Polimorfismos moleculares:
Proteínas Sanguíneas, Isoenzimas
produtos da 
expressão gênica
Polimorfismos 
de DNA 
Regiões não 
informacionais:
Sem expressão 
fenotípica
 
Os Polimorfismos genéticos e a genética forense
A genética Forense na era pré-DNA:
Polimorfismos genéticos utilizados para a identificação humana. Baseados 
principalmente em proteínas sanguíneas.
1- Uma mulher com tipagem 
sanguínea A, é casada com homem 
de tipagem O. O casal tem um filho 
com tipagem sanguínea AB . 
O marido é o pai biológico? 
2- Uma criança tem tipagem sanguínea 0. 
Sua mãe apresenta tipagem B.
Três homens disputam a paternidade da 
criança:
H1- A 
H2 – AB 
H3 – B
É possível DETERMINAR o pai da 
criança?
 
A representação genômica da 
variabilidade entre os grupos 
humanos dos diferentes continentes, 
- ou seja entre as ditas “raças” 
humanas – é mínima.
Os traços físicos contrastantes das 
populações continentais humanas, 
responsáveis pelas características 
icônicas das raças (pigmentação da 
pele, cor e textura dos cabelos, 
formato dos olhos, nariz, boca e 
estrutura facial), na realidade 
dependem de um número muito 
restrito de genes, representam 
adaptações morfológicas superficiais 
ao meio ambiente, sendo, assim, 
produtos de seleção natural.
Sérgio D.J. Pena, 2001
A Origem da diversidade Humana
 
A Origem da diversidade Humana
 
Identificação Humana – métodos biológicos
A moderna genética forense
Os polimorfismos de DNA
 
RFLP- Polimorfismos de tamanho de fragmentos de restrição.
Os polimorfismos de DNA
 
Extraido de:
https://www.quora.com/What-is-the-similarity-and-or-difference-between-VNTR-and-RFPL
 
RFLP- Polimorfismos de tamanho de fragmentos de restrição.
Os polimorfismos de DNA
a
A
 
Após cerca de 25 a 30 ciclos de síntese de DNA, os produtos da PCR irão 
incluir, além do DNA que iniciou a reação, cerca de 105 cópias da sequência-alvo 
específica, uma quantidade que é facilmente visualizada como uma banda 
distinta de tamanho específico quando submetida ao método de separação 
eletroforético. (STRACHAN et al., 2002).
Eletroforese I
 
Estabelecendo vínculos genéticos com o uso de RFLPs
Neste exemplo, uma família é 
composta por mãe e pai, duas filhas e 
dois filhos. São feitas as seguintes 
afirmações:
- Os pais têm uma filha e um filho 
juntos, 
- uma filha do casamento anterior da 
mãe,
- um filho é adotado.
 Uma região do DNA foi cortada com 
uma enzima de restrição, produzindo 
uma série de fragmentos separados por 
tamnhao.
Analise os resultados ao lado e 
identifique os vínculos genéticos entre 
os indivíduos.
 
Problema forense: 
No cadáver de uma vítima de estupro foi encontrado sêmem. Houve extração de 
DNA do material biológico encontrado e este foi submetido à técnica de RFLP.
 
Posteriormente, três suspeitos forneceram material biológico para comparação. 
É possível identificar o estuprador?
 
Atividade prática:
Polimorfismo de fragmentos de restrição – Uma simulação.
 
Estudo Dirigido: uma simulação do uso de RFLP
 
 
Identificação Humana – métodos biológicos
A moderna genética forense
A maior parte do DNA é não-informacional
A estrutura do DNA apresenta alta variabilidade em regiões não 
informacionais, ou seja, que não estão sujeitas à ação da seleção 
natural. Assim, a existência e frequência dos variantes nas 
populações é mantida apenas pelo equilíbrio entre a taxa de 
mutação e o tamanho da população.
 
MARCADORES MOLECULARES PARA A IDENTIFICAÇÃO HUMANA
Atualmente o polimorfismo de regiões 
altamente repetitivas do DNA
 é utilizado para a identificação de 
pessoas
VNTR’s - minisatélites 
STR’s microsatélites
 
VNTRs: (do inglês variable number of tandem repeats ou “número variável de repetições 
em tandem”): também denominados de minissatélites.
São polimorfismos de DNA que consistem numa série de repetições de fragmentos de 
DNA. Uma região VNTR típica consiste de 500 a 1000 pb, compreendendo principalmente 
unidades repetidas em sequência, cada qual com cerca de 15 a 35 pb de comprimento.
Os loci VNTR são particularmente convenientes como marcadores para a identificação 
humana, pois possuem um número muito grande de alelos diferentes e, sendo assim, é 
provável que não existam dois indivíduos não aparentados que compartilhem o mesmo 
genótipo (THOMPSON, 1993; DUARTE et al., 2001; KASHYAP et al., 2004).
Os polimorfismos
 
Quantos alelos existem no sistema estudado?
Qual o genótipo para cada amostra?
 A B C D E F
 
Os polimorfismos
STRs (do inglês short tandem repeats ou “repetições curtas em tandem”): 
STRs ou microssatélites são polimorfismos muito similares aos VNTRs, mas diferindo em 
seu tamanho (em geral não ultrapassam 200pb) e no comprimento das unidades de 
repetição em tandem, que variam de 2 a 7 nucleotídeos. 
Estes locos são muito abundantes no genoma humano (KASHYAP et al, 2004), e cada um 
deles possui um grande número de diferentes alelos, inclusive maior do que o encontrado 
em VNTRs, o que os torna ainda mais úteis para identificação humana.
 
single-nucleotide polymorphism – SNP Alterações em um único nucleotídeo.
Os polimorfismos
Os polimorfismos do 
tipo SNP são utilizados 
nas técnicas com DNA 
Mitocondrial
 
Identificação: 
Separação dos variantes 
polimórficos
A identificação e detecção de polimorfismos moleculares está fortemente 
atrelada à técnica utilizada.
Assim, para a revelação e identificação dos polimorfismos de proteínas 
sanguíneas´é utilizada uma reação antígeno-anticorpo (tipagem sanguínea).
No caso dos polimorfismos de estrutura do DNA, são necessárias técnicas 
de AMPLIFICAÇÃO (uma vez que as quantidades amostradas são 
incrivelmente pequenas) e de IDENTIFICAÇÂO.
As técnicas
Amplificação: 
Aumento exponencial 
da quantidade de DNA- 
alvo para exame.
 
PCR
A reação em cadeia da DNA-polimerase (do 
inglês Polimerase Chain Reaction) 
revolucionou a genética molecular por 
permitir a rápida clonagem e a análise do 
DNA. É um método in vitro rápido e versátil 
para a amplificação de sequências-alvo de 
DNA definidas, presentes em uma 
preparação de DNA.
A clonagem automatizada de DNA por PCR é 
realizada em poucas horas com a utilização 
de um equipamento relativamente simples, 
cuja função fundamental é a variação de 
temperaturaem cada passo da técnica. Uma 
reação de PCR consiste de 30 ciclos 
contendo as etapas de desnaturação, síntese 
e pareamento, com cada ciclo individual 
levando em geral 3 a 5 minutos em um 
termociclador automatizado, o que totaliza 
menos de três horas para todo o processo. 
 
PCR- Animação
1983 - Kary Banks Mullis inventa a reação de 
polimerização em cadeia (PCR), proporcionando 
um meio fácil de amplificar DNA.
 
Eletroforese II 
A Genotipagem automatizada de DNA com STR Multiplex, baseada em fluorescência 
é, sem dúvida, a mais informativa, precisa, robusta e de maior rapidez (KASHYAP et 
al., 2004).
STRs são amplificados utilizando- se vários pares de primers (PCR multiplex) que 
compõe um kit comercial. 
O produto da reação de amplificação dos STRs pode ser facilmente detectado 
através de seus respectivos tamanhos, através da migração em gel de eletroforese 
de alta resolução, localizado dentro de um capilar. Quando utilizada a tecnologia 
de coloração fluorescente com detecção por laser, é possível inclusive avaliar STRs 
de mesmo tamanho, bastando para isto que cada um seja marcado com uma 
coloração diferente. 
 
Eletroferograma de uma mulher, obtido por PCR 
multiplex e subsequente sequenciação 
eletroforética automatizada. Oito STRs (D3, TH01, 
D21, D18, SE33, vWA, D8 and FGA) e amelogenina 
(que indica o sexo) foram analisados. As linhas 
azuis, verde e preta representam STRs amplificados 
(com o número de repetições abaixo dos picos). A 
linha vermelha é o marcador (o tamanho do 
fragmento de DNA indicado em pb).
D3 15 18
TH01 9 9,3
D21 28 29
D18 11 19
SE33 16 17
Aml X
vWA 15 18
D8 12 15
FGA 21 25
Perfil 
Genético
Reproduzido de www.scienceinschool.org/2012/issue22/fingerprinting/portuguese
 
O que podemos fazer a partir 
da análise do perfil genético?
● Identificar Pessoas
● Identificar Vínculos Genéticos
 
O que não podemos fazer a partir 
da análise do perfil genético?
● Determinar doenças
● Determinar Comportamento
● Determinar “raça”
● Determinar características físicas
Por quê?
 
Atividade Prática
 
DNA EM LOCAL DE CRIME
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