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El análisis de repeticiones cortas en tándem ( STR ) es un método común de biología molecular que se utiliza para comparar repeticiones de alelos en loci específicos del ADN entre dos o más muestras. Una repetición en tándem corta es un microsatélite con unidades de repetición que tienen de 2 a 7 pares de bases de longitud, y el número de repeticiones varía entre los individuos, lo que hace que los STR sean efectivos para fines de identificación humana. [2] Este método difiere del análisis de polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción (RFLP) ya que el análisis STR no corta el ADN con enzimas de restricción. En su lugar, se emplea la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para descubrir las longitudes de las repeticiones cortas en tándem en función de la longitud del producto de la PCR.
El análisis STR es una herramienta de análisis forense que evalúa regiones STR específicas que se encuentran en el ADN nuclear . La naturaleza variable (polimórfica) de las regiones STR que se analizan para las pruebas forenses intensifica la discriminación entre un perfil de ADN y otro. [3] Herramientas científicas como STRmix, aprobada por el FBI, incorporan esta técnica de investigación. [4] [5] La ciencia forense aprovecha la variabilidad de la población en la longitud de los STR, lo que permite a los científicos distinguir una muestra de ADN de otra. El sistema de perfiles de ADN utilizado hoy en día se basa en la PCR y utiliza secuencias simples [6] o repeticiones cortas en tándem (STR). Este método utiliza regiones altamente polimórficas que tienen secuencias cortas repetidas de ADN (la más común es la de 4 bases repetidas, pero se utilizan otras longitudes, incluidas 3 y 5 bases). Debido a que es casi seguro que las personas no relacionadas tienen diferentes números de unidades repetidas, los STR se pueden utilizar para discriminar entre personas no relacionadas. Estos loci STR (ubicaciones en un cromosoma) se seleccionan con cebadores específicos de secuencia y se amplifican mediante PCR . Los fragmentos de ADN resultantes se separan y se detectan mediante electroforesis . Existen dos métodos comunes de separación y detección, electroforesis capilar (CE) y electroforesis en gel .
Cada STR es polimórfico, pero el número de alelos es muy pequeño. Normalmente, cada alelo STR será compartido por alrededor del 5 al 20% de los individuos. El poder del análisis STR proviene de observar múltiples loci STR simultáneamente. [6] El patrón de alelos puede identificar a un individuo con bastante precisión. Por tanto, el análisis STR proporciona una excelente herramienta de identificación. Cuantas más regiones STR se prueben en un individuo, más discriminatoria será la prueba. [6] Dados 10 loci, puede resultar en un margen de error del 30%, o casi un tercio del tiempo. [7]
De un país a otro se utilizan diferentes sistemas de elaboración de perfiles de ADN basados en STR. En América del Norte, los sistemas que amplifican los 13 loci centrales CODIS son casi universales, mientras que en el Reino Unido se utiliza el sistema de 17 loci DNA-17 (que es compatible con la base de datos nacional de ADN ). Cualquiera que sea el sistema que se utilice, muchas de las regiones STR utilizadas son las mismas. Estos sistemas de perfiles de ADN se basan en reacciones múltiples, mediante las cuales se analizarán muchas regiones STR al mismo tiempo.
El verdadero poder del análisis STR está en su poder estadístico de discriminación. Debido a que los 13 loci que se utilizan actualmente para la discriminación en CODIS se clasifican de forma independiente (tener un cierto número de repeticiones en un locus no cambia la probabilidad de tener cualquier número de repeticiones en cualquier otro locus), se puede aplicar la regla del producto para probabilidades . Esto significa que, si alguien tiene el tipo de ADN ABC, donde los tres loci eran independientes, podemos decir que la probabilidad de tener ese tipo de ADN es la probabilidad de tener el tipo A multiplicada por la probabilidad de tener el tipo B multiplicada por la probabilidad de tener tipo C. Esto ha dado como resultado la capacidad de generar probabilidades de coincidencia de 1 en un quintillón (1x10 18 ) o más. Sin embargo, las búsquedas en bases de datos de ADN mostraron coincidencias de perfiles de ADN falsos mucho más frecuentes de lo esperado. [8] Además, dado que hay alrededor de 12 millones de gemelos monocigóticos en la Tierra, la probabilidad teórica no es exacta.
En la práctica, el riesgo de una coincidencia contaminada es mucho mayor que la de un pariente lejano, como la contaminación de una muestra por objetos cercanos o por células sobrantes transferidas de una prueba anterior. El riesgo es mayor si coincide con la persona más común en las muestras: todo lo recolectado de una víctima o en contacto con ella es una fuente importante de contaminación para cualquier otra muestra que se lleve al laboratorio. Por esa razón, normalmente se analizan múltiples muestras de control para garantizar que permanezcan limpias, cuando se preparan durante el mismo período que las muestras de prueba reales. Coincidencias (o variaciones) inesperadas en varias muestras de control indican una alta probabilidad de contaminación de las muestras de prueba reales. En una prueba de relación, los perfiles de ADN completos deben diferir (excepto en el caso de los gemelos), para demostrar que una persona no coincide con su propio ADN en otra muestra. [ cita necesaria ]
En la investigación biomédica, los perfiles STR se utilizan para autenticar líneas celulares. [9] Los perfiles STR autogenerados se pueden comparar con bases de datos como CLASTR (https://www.cellosaurus.org/cellosaurus-str-search/) o STRBase (https://strbase.nist.gov/). Además, las líneas celulares murinas primarias autogeneradas cultivadas antes del primer pase pueden coincidir con pases posteriores, garantizando así la identidad de la línea celular.
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