Cómo funciona una prueba de ADN

Hace unos días me encontré con este titular:

La hija de una criada heredará 3 millones de euros gracias a las pruebas de paternidad

Si queréis prensa chunga, haced clic en el link y dejad de leer aquí, no se os ha perdido nada. Si os interesa como funciona el tema, podéis seguir leyendo.

En ese momento estaba bastante cabreada porque mis alumnos, de segundo de carrera, me acababan de demostrar una vez más que no tienen ni idea de cómo funciona una prueba de ADN. Lo que os voy a contar a continuación está un poco más simplificado que lo que les cuento a ellos, pero me gustaría saber que alguien entiende algo, porque cuando se lo cuento se quedan mirando al aire con cara de no haber entendido ni una palabra.

Allá por los años 80 ya teníamos claro que el ADN almacenaba información y que el de cada persona era ligeramente diferente, pero no teníamos muy claro cómo hacer muchas copias. En 1983 el señor Mullis descubrió la PCR, la reacción en cadena de la polimerasa, que le dio un Nobel 10 años después y la posibilidad de retirarse de la investigación e irse a surfear… bueno, eso no es lo que toca ahora. La PCR. La PCR es la reacción que nos permite obtener muchas copias de ADN en un tubo sin demasiado esfuerzo: utiliza una polimerasa (la fotocopiadora) que aguanta temperaturas altas, que es lo que permite hacer muchos ciclos en cadena. El concepto es muy sencillo, pero costó un montón que se le ocurriese a alguien. Parece sencillo ahora, pero no antes.

Hasta donde sé, antes del 83 nunca se había utilizado legalmente una prueba de ADN. Ni se usó durante otros 3 o 4 años. Pero claro, las cosas de abogados van despacio… y esto de la PCR era muy novedoso. Por eso, cuando alguien se planteó hacer una prueba de ADN en un crimen, se recurrió a la técnica que se había estado utilizando en los laboratorios durante años: el análisis por restricción.

El análisis por restricción resultaba no ser tan tradicional, porque lo que se analizaban eran los polimorfismos de longitud (RFLPs), que realmente se habían descubierto dos años después, pero las enzimas de restricción las tenían más controladas que esto de la PCR. El proceso es bastante sencillo: la muestra de ADN se “digiere” con enzimas de restricción. Estas enzimas reconocen secuencias específicas y hacen un corte, de forma que si un fragmento tuviese 20 secuencias como esa, la enzima haría 20 cortes. Cuando hay una diferencia, una de las secuencias ya no es igual, así que hay un corte menos, y uno de los fragmentos obtenidos va a ser más largo. Al comparar muchos fragmentos se puede saber si la muestra proviene de la misma persona o no.

Esta técnica tiene varios problemas. El primero es el análisis, porque lo que se se obtiene así a lo bruto son muchos fragmentos que hay que separar (en un gel de electroforesis, que es lo típico que se ve en la tele con banditas, banditas que NO son azules habitualmente), y de alguna forma hay que identificar solo los fragmentos susceptibles de cambio, y hacer que se vean. Para esto hay que transferir el gel a una membrana, utilizar marcadores radiactivos y revelarlo con rayos X, de forma que sólo se verán las bandas que se corresponden con los marcadores que añadimos. Esto da una foto final ocre con bandas negras. No azules. Que quede claro.

La técnica más usada hoy en día es el análisis de repeticiones cortas en tándem (STR), que sí usa la PCR. En nuestro genoma existen una serie de secuencias muy cortas que están repetidas X veces, siendo X variable. Si analizamos sólo una de ellas, podríamos saber por ejemplo que un señor no es el padre del niño, pero para poder asegurar que un señor es o no es un asesino, hay que comparar más. Lo normal es que se amplifiquen 13 sitios (PCR de 13 loci), lo que permite que la probabilidad de error en la identificación sea casi nula. Este proceso es mucho más rápido, ya que sólo hay que ver como de grandes son los trozos que salen en cada una de las 13 reacciones (ojo, salen 2 por reacción, que nuestros cromosomas son pares), y como se han hecho muchas copias no es necesario todo el lío de transferir el gel y la radiactividad y tal.

Recientemente, el análisis de STR se ha agilizado mucho más añadiendo fluorescencia al juego, de forma que las 13 reacciones se pueden hacer en una, pero no vamos a entrar en detalles.

Y hasta aquí, lo que se usa. Como curiosidad, os puedo decir que la base de datos más famosa, la CODIS americana, tiene datos de los 13 STR. Pero… ¿funciona siempre?

Una de las preguntas habituales es si esto vale para gemelos. La respuesta en general es que sí. En el caso de que sean monocigóticos no, porque tienen la misma secuencia, por lo que ambos darían el mismo resultado. En resumen: mellizos sí, gemelos no.

¿Entonces? Aquí viene en lo que yo profundizo más… y es que hoy en día secuenciar no cuesta lo que hace 10 años, y bien se podría actualizar el sistema para que lo que se analice sea secuencia real, y no sólo bandas. Al fin y al cabo, tras el proyecto Genoma Humano, ya podríamos seleccionar unas cuantas regiones altamente variables y utilizarlas como código real, en lugar de estar todavía usando huellas. ¿Pero no era que los gemelos eran iguales? Sí y no. Un gemelo tendrá el mismo perfil para STRs, la misma huella, pero a lo largo de nuestra vida nuestro ADN cambia, y alguno de esos cambios de produce en etapas tempranas, lo suficiente como para que una secuenciación en profundidad permitiese diferenciar entre los gemelos.

Aclaraciones para los más interesados:

• Sí, los enlaces van a la Wikipedia. Considero que en general la información es bastante válida. Contiene algunos errores, pero da una idea de qué es cada cosa. El resto de enlace son las fuentes originales en las que he comprobado la información antes de hablar de más.
• Aunque la Wikipedia diga que se miran 16 STR, es mentira. Se miran 13 del CODIS en casi todo el mundo. Lo he comprobado. También he encontrado que a partir de 2017 se van a pedir 7 más y el FBI va a actualizar la base de datos. Está todo en la web del FBI.
• Los geles azules EXISTEN. No son comunes, pero existen. Hay un kit para aprendices que lleva un sistema para revelar las bandas que las hace azules. No sé en un laboratorio del FBI si lo usan o no, pero la gente de laboratorios de investigación no. Necesitaría que alguien me confirmase si los forenses usan esa cosa. En cualquier caso, para los análisis de restricción, hay que usar radiactividad sí o sí, y eso nunca jamás va a dejar los geles azules. Por si a alguien le interesa como funciona el kit de aprendizaje, lo vende Bio-Rad.