Química Forense - DNA, DNA nuclear, DNA mitocondrial, exames utilizando o DNA

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Sem dúvida, a descoberta do DNA realizada pelo 
norte-americano James Watson e o inglês 
Francis Crick, em 25 de abril de 1953, foi uma 
das maiores no rumo cientifico, essa importância 
tão grande se dá por vários motivos: 
- A estrutura em dupla hélice indica como o 
material genético determina a estrutura das 
proteínas; 
- A sequência de bases nitrogenadas do DNA 
especifica a sequência de aminoácidos, então se 
uma base for substituída por uma não 
convencional é possível que ocorram mutações; 
- O pareamento específico sugere um mecanismo 
de cópia para o material genético. 
Devido a essa descoberta, várias espécies 
conseguiram ter seus genomas sequenciados, 
inclusive o ser humano. Através desses estudos, 
pode-se perceber que no homem existem dois 
tipos de genoma, o DNA nuclear (no núcleo das 
células) e o DNA mitocondrial (nas 
mitocôndrias). Esses dois tipos apresentam 
diferenças que serão vistas mais à frente 
O DNA nuclear está localizado dentro dos 
núcleos das células, ele é composto por 22 pares 
de cromossomos autossômicos e apenas um par 
de cromossomos sexuais, totalizando 46 
cromossomos o constituindo. 
A molécula de DNA é constituída de duas 
cadeias de polinucleotídeos compostos por 
quatro tipos de nucleotídeos: Adenina, Guanina, 
Citosina e Timina. Cada cadeia é conhecida 
como fita de DNA e como ele é formado por duas 
fitas, elas ligam-se entre si por pontes de 
hidrogênio. 
 
Classificações do DNA nuclear 
DNA de cópia única ou DNA não repetitivo: É 
responsável pela codificação dos genes (são 
sequências ordenadas de nucleotídeos 
localizadas em posições particulares em um 
cromossomo) que codificam proteínas e RNAs. 
Os genes humanos podem ser classificados em: 
Gene de classe I (responsáveis pela codificação 
de rRNAs), Gene de classe II (responsáveis pela 
codificação de mRNAs e proteínas) e Gene de 
classe III (responsáveis por codificarem o 
tRNA). 
DNA moderadamente repetitivo: correspondente 
a um intervalo de 100 a 100.000 cópias por 
genoma. 
DNA altamente repetitivo: não é codificado e 
pode ser representado por sequências curtas 
ou similares. Essas sequências são encontradas 
de duas formas: 
Sequências agrupadas (em tandem): por 
exemplo o DNA satélite; microssatélite e 
minissatélite. O DNA satélite é uma porção do 
DNA que se diferencia do restante do genoma 
pela composição de bases, apresentando alto 
conteúdo GC. 
 
Existem vários satélites no genoma humano em 
diferentes cromossomos, sendo o principal 
denominado de alfa. O DNA satélite ainda pode 
ser classificado em: minissatélite (VNTRs) e 
microssatélites (STRs) e essa subdivisão permite 
a identificação humana, já que cada indivíduo 
tem seu próprio genoma. 
 
Sequências dispersas: por exemplo SINEs e 
LINEs. 
Esses tipos de sequências são originados de 
genes que perderam sua função ou de RNAs que 
mantiveram sua capacidade de duplicação e de 
movimentação pelo genoma 
Os STRs devido a muitas características são 
bastante utilizados como marcadores genéticos, 
dentre elas podemos citar: 
- Abundância no genoma humano; 
- Elevado poder discriminativo; 
- Robustez e especificidade em multiplex; 
- Baixa taxa de mutação; 
- Tamanho previsível dos fragmentos de 
amplificação; 
- Estudo fácil mediante técnicas de PCR. 
No mercado existem vários kits que permitem 
realizar alguns genótipos, por exemplo em casos 
de agressão sexual cometidas por homens, a 
presença do cromossomo Y que é encontrado 
somente no sexo masculino no corpo da mulher 
pode servir como um indicativo e prova de crime. 
A mitocôndria é uma organela que está presente 
no citoplasma das células eucarióticas, sua 
função é a produção de energia que acontece na 
forma de ATP por meio de um processo chamado 
de fosforilação oxidativa. 
Essa organela apresenta DNA próprio, sendo 
caracterizado por apresentar pequena dimensão e 
ser uma molécula circular de fita dupla 
A distribuição assimétrica de guaninas e 
citosinas faz com que haja uma cadeia leve (light 
chain), constituída maioritariamente por 
citosinas e uma cadeia pesada (heavy chain), 
extremamente rica em guaninas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
O DNA mitocondrial é constituído por: 
Região codificante: é constituída por 37 genes. 
13 estão envolvidos na fosforilação oxidativa, 22 
são responsáveis por codificarem tRNAs e 2 são 
responsáveis pela codificação de rRNAs. 
Região controle ou D-loop: está relacionada à 
fase inicial de replicação, quando a nova fita 
recém-sintetizada se solta da fita molde 
formando uma “bolha” ou “loop”. Essa região é 
considerada hipervariável, pois acumula 
mutações cerca de dez vezes mais comuns que o 
DNA nuclear. 
O DNA mitocondrial possui características 
genéticas únicas que o tornam instrumento de 
grande importância no contexto das 
investigações forenses, podemos citar: 
Hereditariedade materna: Por ser haploide 
devido a herança exclusivamente materna o 
DNA mitocondrial sempre terá o mesmo genoma 
de descendência da mãe, essa característica 
permite realizar reconstruções de linhas 
evolutivas por meio do tempo. 
Ausência de recombinação: Como foi visto 
anteriormente, não há contribuição paterna no 
mtDNA, somente o materno, isso faz com que se 
comporte com um único locus. 
Elevado número de cópias 
Heteroplasmia: É a existência de diferentes 
tipos de mtDNA em um indivíduo, devido as 
mutações nas proliferação de células somáticas e 
germinativas. 
A heteroplasia pode ser analisada de três formas: 
- Um indivíduo pode ter mais de que um tipo de 
mtDNA no mesmo tecido; 
- Um indivíduo pode ser heteroplasmático em 
um tecido e homoplasmático em outro; 
- Um indivíduo pode ter um tipo de mtDNA em 
um tecido e outro tipo em outro. 
Há dois tipos de heteroplasia, de sequência (é 
quando as sequências apresentam diferentes 
nucleotídeos em uma posição determinada), e a 
de comprimento (é quando as sequências têm 
diferentes tamanhos). 
Taxa de mutação 
O DNA mitocondrial quando comparado a 
outros tipos de DNA, ele apresenta uma alta taxa 
de mutação, isso acontece por causa da ausência 
de proteínas protetoras (as histonas, por 
exemplo), à baixa atividade de reparação da 
mtDNA polimerase e à grande exposição do 
mtDNA aos radicais livres na produção de 
energia. Devido a esses fatores o DNA nuclear é 
preferencialmente usado nas investigações 
forenses. 
Devido ao polimorfismo genético, é possível 
identificar uma pessoa por meio do seu padrão 
polimórfico, essa característica da molécula de 
DNA permite que alguns problemas possam ser 
solucionados, como: 
 
- Culpar de criminosos; 
- Exonerar inocentes; 
-Identificar corpos e restos humanos em 
desastres; 
- Determinar a paternidade; 
- Resolver trocas de bebês; 
- Distinguir crimes isolados de crimes em série; 
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