Testes de DNA

Definição

Um teste de DNA é um teste em que o DNA de alguém é analisado, por exemplo, para ver se essa pessoa cometeu um crime específico ou é pai de uma criança específica.

Os testes de paternidade fornecem evidências científicas de se um homem pode ser o pai biológico de uma criança.

A paternidade é determinada comparando o DNA da criança com o perfil de DNA do suposto pai.

Visão geral – teste de DNA

O teste genético é uma ferramenta útil para verificar uma relação biológica declarada quando nenhuma outra forma de evidência confiável está disponível em conjunto com um pedido de visto de imigrante.

Relacionamentos comumente testados que utilizam testes de DNA incluem paternidade, maternidade, irmão ou meio-irmão.

Relacionamentos mais distantes não podem ser comprovados de forma confiável usando testes de DNA. A tecnologia de DNA é o único método não documental aceito como prova de uma relação biológica.

No entanto, devido às despesas, complexidade e atrasos logísticos inerentes ao teste de parentesco, o teste genético deve ser usado apenas se não houver outra prova confiável (documentação, fotos, etc.) do relacionamento.

O que são testes de DNA?

Os testes que incluem o exame do ácido desoxirribonucleico (DNA) são chamados de testes de DNA.

Eles são usados em vários ambientes diferentes, tanto na área médica quanto na área de aplicação da lei, por vários motivos diferentes.

Na maioria dos casos, os testes de DNA são usados para identificar indivíduos, muitas vezes para paternidade ou para investigações criminais.

Para aqueles que estão preocupados com defeitos genéticos ou que são propensos a doenças diferentes, esses testes podem determinar o quão suscetível um indivíduo será.

A área de testes de DNA que trata do rastreamento de doenças e defeitos congênitos às vezes é chamada de teste genético. Freqüentemente, isso é feito antes que apareça o primeiro sinal de sintomas.

Se a ciência médica entender que existe uma grande probabilidade de um indivíduo desenvolver uma determinada doença, medidas preventivas podem ser tomadas.

Em muitos casos, pode não haver maneira de interromper o início e os sintomas, mas os sintomas podem ser atenuados ou controlados precocemente com um tratamento agressivo.

Muitos dos benefícios dos testes de DNA são vistos no tribunal, tanto do lado civil quanto do lado criminal. Do lado cível, esses testes podem ser ordenados judicialmente para determinar a paternidade.

Isso geralmente acontece em casos de pensão alimentícia em que um homem afirma não ter sido pai de um filho. Do lado do crime, pode ser usado para identificar suspeitos na cena do crime.

O uso de testes de DNA para fins de identificação é frequentemente chamado de impressão digital de DNA.

O tipo de teste de DNA geralmente feito para fins de identificação, seja criminal ou civil, é chamado de reação em cadeia da polimerase (PCR).

O teste de PCR examina pares de bases repetitivas de moléculas que podem estar localizadas em uma das 13 áreas. Se houver uma correspondência em todas as 13 áreas entre a amostra de teste e a amostra conhecida, a identificação é positiva. Embora a probabilidade de combinar todas as 13 áreas seja de aproximadamente uma em um bilhão, há momentos em que todas as 13 áreas, ou loci (posição de um gene num cromossoma ou numa molécula de DNA), não estarão disponíveis. Isso acontece com evidências que se deterioram com o tempo.

Essa situação cria uma escala móvel de probabilidade com base em quantas correspondências estão presentes.

Por exemplo, as chances de acertar apenas um dos 13 loci serão muito altas e podem incluir milhões ou bilhões de indivíduos.

Os testes de DNA costumam ser realizados em um local adequado para testes, com robótica altamente especializada e materiais usados para extrair o DNA.

Este laboratório de DNA deve ser mantido livre de qualquer tipo de contaminação que possa prejudicar os resultados do teste. Além disso, aqueles que trabalham em tais laboratórios são frequentemente profissionais médicos que passam por um amplo treinamento sobre questões de cadeia de custódia e a capacidade de manter as amostras livres de interferência externa.

Quando devo comprar um teste de DNA de paternidade legal?

Um teste de paternidade ou maternidade pode ser usado para estabelecer a paternidade de um indivíduo em um processo judicial, como pensão alimentícia, previdência social ou custódia dos filhos.

O teste também pode ser usado para apoiar a colocação do nome dos pais em uma certidão de nascimento.

Que tipo de amostra é testada em testes de DNA legais?

O tipo de amostra mais comum é um esfregaço bucal. Esta amostra é coletada com um cotonete que é esfregado suavemente na parte interna da bochecha. Amostras de sangue também são aceitáveis.

Como a ciência do DNA funciona

Desde que a estrutura do DNA foi descoberta em 1953, várias técnicas foram desenvolvidas para usar esse conhecimento para aprender mais sobre como os seres vivos funcionam e resolver questões genéticas.

O DNA (ácido desoxirribonucleico) é o material genético que contém o “código da vida”. Cada pessoa possui um código de DNA único em cada uma de suas células, que pode ser usado para identificá-la e a seus filhos.

Recebemos nosso código de DNA exclusivo de nossos pais biológicos em quantidades iguais.

Biologia do DNA: Estrutura e Replicação

Os blocos de construção do DNA são conhecidos como nucleotídeos (abreviados A, T, C e G) e aparecem no DNA como pares de letras.

Existem cerca de 3 bilhões de pares de letras em nosso código de DNA.

Em humanos, a maior parte do DNA está na forma de filamentos fortemente enrolados chamados cromossomos, encontrados dentro do núcleo da célula.

Existem 46 cromossomos em uma célula humana organizados em 22 pares autossômicos (cromossomos não sexuais) e dois cromossomos sexuais (XY para homens e XX para mulheres).

Se você desenrolar cada cromossomo e colocá-los ponta a ponta, terá uma longa hélice de DNA de fita dupla com cerca de 3 metros de comprimento – tudo proveniente de uma célula humana microscópica.

A hélice do DNA parece uma escada torcida ou uma escada em espiral.

As “etapas” são compostas de quatro bases: adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C), e são mantidas juntas por ligações de hidrogênio que conectam pares específicos dessas moléculas: A– T e G – C.

O arranjo dessas moléculas, chamado de sequência de DNA, explica as instruções para nossas características físicas e funções corporais. Essas instruções são encontradas em unidades chamadas genes.

O emparelhamento específico de moléculas de DNA apresenta um mecanismo simples para sua replicação. A replicação ocorre sempre que uma célula se divide em duas durante o crescimento e o desenvolvimento.

Durante a replicação, a hélice se desenrola e uma enzima separa as duas fitas.

Outra enzima, a DNA polimerase, adiciona as quatro moléculas A, T, C e G a cada fita de acordo com a sequência da fita: A é adicionado oposto a um T na fita e C é adicionado ao lado de G. Este “par de bases complementares ”Permite que a replicação ocorra de forma rápida e confiável.

Os produtos da replicação são dois conjuntos de moléculas de DNA de fita dupla que têm exatamente a mesma sequência do original. Durante a divisão celular, cada célula recebe um conjunto de DNA. Dessa forma, todas as células do corpo têm as mesmas moléculas de DNA.

Extração de DNA

O DNA é encontrado no núcleo de uma célula, que se parece muito com a gema de um ovo.

O DNA é extraído de uma amostra de esfregaço da bochecha (bucal), abrindo as células e separando o DNA das outras partes da célula.

O DDC (Centro de Diagnóstico de DNA) usa métodos cientificamente aceitos para realizar a etapa de extração de DNA, juntamente com instrumentos robóticos para precisão e exatidão.

A reação em cadeia da polimerase

A Reação em Cadeia da Polimerase ou PCR, é uma técnica que permite a geração de milhões de cópias de áreas-alvo (loci) no DNA.

O PCR aproveita a capacidade da célula de replicar o DNA antes da divisão celular, mas em um tubo de ensaio.

O PCR é comumente usado na comunidade científica para realizar vários testes diferentes e é usado pelo DDC (Centro de Diagnóstico de DNA) para testes de paternidade.

Assim que o DNA é extraído, ele é combinado com produtos químicos para apoiar a reação de PCR, incluindo primers.

Os primers (iniciadores) são pequenos pedaços de DNA sintético marcados com marcadores fluorescentes que flanqueiam a região a ser analisada.

Os blocos de construção do DNA (A, T, C, G) e uma enzima para apoiar a replicação do DNA (DNA polimerase) estão incluídos na mistura.

Para o teste de paternidade, o DDC (Centro de Diagnóstico de DNA) usa uma reação PCR multiplex que testa 21 locais diferentes (loci) no DNA de uma vez.

Isso é feito usando um instrumento conhecido como termociclador que aquece e resfria o DNA. Cada rodada de aquecimento e resfriamento dobra a quantidade de DNA nos locais-alvo, de modo que, após 28 ciclos de aquecimento e resfriamento, mais de um milhão de cópias de cada DNA inicial estão presentes.

Análise de repetição curta em tandem (STR)

Os loci STR são usados para análise de relacionamento, incluindo testes de paternidade, maternidade e irmãos. Os loci STR contêm uma repetição de DNA de 4 letras e o número de repetições pode variar.

Existem duas cópias de cada um dos locais STR.

Analisador Genético

O número de repetições em cada localização STR é determinado analisando os produtos das reações de PCR com um analisador genético. Esses instrumentos permitem a análise de até 48 amostras simultaneamente.

Os produtos da PCR são carregados em um pequeno tubo capilar e uma corrente elétrica é aplicada, que move o DNA para baixo no tubo de uma forma dependente do tamanho.

Isso ocorre para que os fragmentos menores de DNA “ganhem a corrida” até o fim do tubo. À medida que os fragmentos de DNA saem do tubo, um laser os interroga e os marcadores fluorescentes incorporados durante a PCR são ativados. O instrumento captura essas informações e determina o tamanho do fragmento pelo tempo que levou para sair do tubo.

Relatório de teste de paternidade

As informações do Analisador Genético são incorporadas ao relatório final. Em cada local STR, o número de repetições detectadas é listado como um número, isto é, 12 significa que há 12 repetições de quatro letras presentes. Cada um dos números representa um alelo ou uma forma alternativa do DNA naquele local.

Uma vez que cada locus STR é atribuído a uma posição cromossômica e os cromossomos estão presentes em pares, normalmente há dois números por pessoa em cada localização STR (heterozigoto).

Quando apenas um número é mostrado em um locus, ambos os cromossomos do par têm o mesmo número de repetições (homozigotos). Um pai e filho devem compartilhar um alelo (número) comum para ser o pai biológico. Depois que os resultados de todas as 20 localizações de STR são avaliados, um cálculo é executado para fornecer o suporte numérico para a relação biológica testada e é expresso como a probabilidade de relação.

História do teste de DNA

A identificação humana nem sempre foi conclusiva.

Antes dos testes de DNA, a comunidade científica usava outras ferramentas biológicas para identificar pessoas e determinar relações biológicas. Essas técnicas – que incluíam tipagem sanguínea, teste sorológico e teste HLA – foram úteis para alguns testes, mas não foram conclusivas para a identificação e determinação de relações biológicas.

Com a introdução dos testes de DNA no final dos anos 1970 e início dos anos 1980, os cientistas viram o potencial para testes mais poderosos para identificação e determinação de relações biológicas.

Graças ao teste de DNA, agora podemos determinar a identidade de indivíduos e seus parentes biológicos com uma precisão sem precedentes.

Década de 1920: datilografia de sangue

No início da década de 1920, os cientistas identificaram quatro tipos diferentes de sangue em humanos – A, AB, B e O – com base na presença de certas proteínas (antígenos) no sangue.

O sistema de tipagem sanguínea, chamado de sistema ABO, fornecia aos médicos informações críticas sobre seus pacientes, permitindo-lhes realizar procedimentos médicos com segurança, como transfusões de sangue, combinando os tipos de sangue do doador e do receptor.

Os cientistas perceberam que os tipos de sangue eram herdados biologicamente e podiam prever o tipo de sangue da criança com base no tipo de sangue do pai biológico. Por outro lado, se um dos tipos de sangue dos pais for desconhecido, pode-se usar o tipo de sangue da criança e do pai conhecido para identificar o tipo de sangue do pai ausente. No entanto, como as informações da tipagem sanguínea são limitadas, era difícil identificar de forma conclusiva as relações biológicas.

Década de 1930: teste sorológico

Nesta década, os cientistas descobriram outras proteínas na superfície das células sanguíneas que poderiam ser usadas para identificar pessoas. Os sistemas de grupo sanguíneo Rh, Kell e Duffy – como o sistema sanguíneo ABO – baseavam-se na presença de antígenos específicos que são herdados biologicamente e forneciam poder adicional, junto com o ABO, para resolver relações biológicas questionadas.

No entanto, o teste sorológico não é conclusivo para resolver questões de relacionamento biológico. O poder de exclusão (determinar que não há relação biológica) para o teste sorológico é de 40%, o que significa que essa técnica sozinha, como o ABO, não é eficaz.

Década de 1970: teste sorológico

Em meados da década de 1970, os cientistas se concentraram na tipagem de tecidos e descobriram o Antígeno Leucocitário Humano (HLA), uma proteína presente em todo o corpo, exceto nos glóbulos vermelhos.

Determinou-se que os glóbulos brancos encontrados no sangue tinham uma alta concentração de HLA. Também foi descoberto que havia muitos tipos diferentes de HLA, e os diferentes tipos de HLA variavam entre pessoas que não eram biologicamente relacionadas. Por causa da alta variabilidade dos tipos de HLA entre as pessoas, o HLA foi usado para responder a perguntas sobre relações biológicas. O poder de exclusão para o teste HLA é de 80%. Quando combinado com ABO e teste sorológico, é cerca de 90%.

Essa bateria de testes deu início ao uso de testes genéticos para incluir e excluir um suposto pai. Hoje, o HLA foi substituído por métodos de DNA mais poderosos.

Década de 1980: Teste de DNA RFLP

Nesta década, a história dos testes de DNA dá uma guinada e a ciência se torna muito mais moderna. Uma técnica chamada análise de polimorfismo de comprimento de fragmento de restrição (RFLP) tornou-se o primeiro teste genético usando DNA. Como o HLA, o ABO e os testes sorológicos, o DNA é herdado geneticamente de ambos os pais biológicos.

Os cientistas descobriram regiões no DNA que são altamente variáveis (polimórficas) e mais discriminativas do que o HLA e as proteínas do sangue. O DNA é encontrado em todas as células do corpo, exceto nos glóbulos vermelhos.

Esses atributos tornam o teste de DNA ideal para resolver relações biológicas questionadas. O procedimento RFLP usa enzimas (endonucleases de restrição) para cortar o DNA e sondas de DNA marcadas para identificar as regiões que continham VNTRs (número variável de repetições em tandem). Em um teste de paternidade em que a mãe, a criança e o suposto pai são testados, metade do DNA da criança deve corresponder à mãe biológica e a outra metade deve corresponder ao pai biológico. Ocasionalmente, o perfil de DNA da criança pode não corresponder a nenhum dos pais em um único local de DNA (locus), possivelmente causado por uma mutação. Quando isso ocorre, um cálculo é executado para determinar se a inconsistência genética observada é uma mutação ou uma exclusão.

Essa técnica não é mais realizada rotineiramente por causa da quantidade de DNA necessária para o teste (cerca de 1 micrograma) e tem um longo tempo de resposta em comparação com os métodos mais modernos.

Década de 1990: Teste de DNA PCR Teste de DNA

Na década de 1990, a história do DNA introduziu o teste de DNA de reação em cadeia da polimerase (PCR), que substituiu a análise RFLP por testes de relacionamento de rotina.

A análise de PCR requer uma quantidade comparativamente pequena de DNA, então um cotonete de bochecha (bucal) é uma amostra adequada para teste – eliminando a necessidade de coleta de sangue.

O teste de PCR também é muito mais rápido que o RFLP, gerando resultados em um dia após a entrega da amostra ao laboratório, se desejado. O PCR tem como alvo regiões no DNA conhecidas como STRs (Short Tandem Repeats) que são altamente variáveis.

Em um teste de paternidade onde a mãe, filho e possível pai são testados, o DNA da criança deve corresponder a ambos os pais biológicos, a menos que haja uma mutação.

Cálculos estatísticos podem ser realizados para ajudar a determinar se uma inconsistência genética em um único local (locus) é consistente com uma mutação ou exclusão. Ocasionalmente, mais de duas inconsistências genéticas são observadas e, nesses casos, testes adicionais são realizados. O DDC (Centro de Diagnóstico de DNA) examina um local STR de bateria padrão, mas pode testar locais STR adicionais quando necessário para resolver um caso. Um teste de DNA PCR pode fornecer uma probabilidade de relacionamento de 99,99% ou mais.

Década de 2000: Matrizes SNP

No início dos anos 2000, os cientistas foram capazes de combinar milhares de SNP (Single Nucleotide Polymorphism, Polimorfismo de nucleotídeo único) loci em um único teste.

SNPs são alterações de letras no DNA que podem ser usadas como marcadores genéticos para uma variedade de aplicações. Matrizes SNP não são comumente usadas para teste de relacionamento, mas são usadas para uma série de outros testes genéticos, incluindo; predisposição a doenças genéticas, saúde e bem-estar e ancestralidade. O DDC (Centro de Diagnóstico de DNA) usa um grande array personalizado de 800.000 SNP para o teste GPS Origins®. A matriz contém AIMs (Marcadores Informativos de Ancestrais), marcadores de DNA antigos e outros.

Década de 2010: Sequenciamento de próxima geração

O sequenciamento NGS (Sequenciamento de próxima geração) é a mais nova técnica disponível para análise de relações. Este procedimento gera uma sequência de DNA que é o arranjo linear de letras (A, T, C e G) que ocorrem em uma amostra de DNA. Como a técnica permite iniciar simultaneamente o sequenciamento em milhares de locais no DNA que se sobrepõem, grandes quantidades de dados podem ser geradas e colocadas de volta junto com programas de bioinformática apropriados. Seria como pegar um livro e cortar seções de frases e, em seguida, remontá-lo usando um programa de computador para reconhecer fragmentos de frases sobrepostos.

O DDC (Centro de Diagnóstico de DNA) atualmente usa o NGS (Sequenciamento de próxima geração) para seu teste de paternidade pré-natal não invasivo (NIPP).

Este teste credenciado pela AABB (Associação Americana de Bancos de Sangue) pode determinar o pai biológico de um feto já nas 7 semanas de gestação, usando uma amostra de sangue da mãe e uma amostra de células da bochecha do possível pai. O teste NIPP é seguro para o feto e detecta o DNA fetal livre de células circulantes (cfDNA) no plasma da mãe e sequencia o DNA para interrogar vários milhares de SNPs.

Fonte: www.sciencenewsforstudents.org/dnacenter.com/www.labcorpdna.com/ghr.nlm.nih.gov/www.wisegeek.org/citymedicals.org/dnacenter.com/www.ibblaw.co.uk/easydna.com.au/travel.state.gov