Bioquímica · Prácticas Húmedas · Bloque II
Práctica 9 — Huella Génica
Laboratorio virtual: resuelve el caso forense corriendo una electroforesis simulada, comprende el ciclo de PCR y repasa los fundamentos de DNA y STRs.
El caso: Lago Manitoba No. X000
Lee cuidadosamente la escena del crimen y el perfil de cada sospechoso. Esta información será la base para interpretar los resultados de la electroforesis en la siguiente pestaña.
🔎 Escena del crimen
El crimen se lleva a cabo en la calle Lago Manitoba No. X000, Col. Ampliación Granada, Delegación Miguel Hidalgo. En el sofá de la sala se encuentra el cuerpo de la dueña de la casa, una mujer de 42 años. El cadáver presenta signos de estrangulamiento, pero sin marcas de sogas o cinturones; tampoco se encuentran huellas digitales en su cuello. La víctima presenta una lesión defensiva en el brazo derecho con arma punzo cortante.
En el sofá se observan varias manchas de sangre, algunas secas y otras frescas — se ignora si pertenecen a la víctima o a sus agresores. El cuerpo se descubrió 20 minutos después del asesinato; presentaba un golpe en la cabeza y señales de forcejeo. Debajo de las uñas de la víctima se encontraron restos de piel, sangre y cabellos (algunos con folículo), lo que indica que forcejeó con su agresor.
También se halló un florero con restos de sangre y, en un extremo del sofá, una pieza dental — como la víctima conserva su dentadura completa, es probable que sea del victimario. En el brazo izquierdo, la víctima presenta varias mordidas, algunas con sangre coagulada y otras con saliva mezclada con sangre. Faltan algunas piezas de valor en la casa, sugiriendo robo como móvil.
👥 Sospechosos
🧬 Evidencias disponibles para análisis de DNA
Cada equipo debe escoger una de las evidencias y justificar su elección: manchas de sangre en el sofá o el florero, cabellos con folículo bajo las uñas, la pieza dental, o la saliva mezclada con sangre en las mordidas. Para comparar contra los sospechosos también se necesitan muestras de referencia de cada uno — en el caso del esposo (cuyo paradero se desconoce), deberá obtenerse de algún objeto de uso personal.
Electroforesis virtual — resuelve el caso
Carga cada muestra en su pozo, conecta la cámara a la fuente de poder y observa cómo migran las bandas de DNA en tiempo real hacia el electrodo positivo.
🧪 Paso 1 — Cargar muestras
Haz clic en una muestra y luego en el pozo donde quieras cargarla (carriles 1-6, en ese orden según el protocolo).
⚡ Paso 2 — Cámara de electroforesis
Termociclador virtual
La PCR permite tomar una pequeña cantidad de DNA y sintetizar millones de copias de una región específica en pocas horas (K. Mullis, 1990). Programa el termociclador, coloca tus muestras y corre el programa.
⚙️ Paso 1 — Programar el termociclador
🧊 Paso 2 — Colocar muestras en el bloque térmico
Haz clic en las posiciones del bloque para colocar/retirar un tubo con muestra (mínimo 1 para poder iniciar).
▶️ Paso 3 — Ejecutar el programa
Fundamentos: DNA y secuencias repetidas (STR)
Conceptos clave para entender por qué el DNA puede usarse como "huella digital" genética.
🧬 Estructura del DNA
El DNA es un polímero lineal formado por desoxirribonucleótidos que contienen las bases nitrogenadas adenina, guanina, citosina y timina. La interacción de las bases por puentes de hidrógeno permite la formación de la doble cadena. Cada grupo fosfato está unido al carbono 5′ de una desoxirribosa y al carbono 3′ de la desoxirribosa contigua.
Cada tres bases forman un codón, que corresponde a uno de los 20 aminoácidos — hay 64 codones en total, que conforman el código genético. La hebra que tiene la misma secuencia que el RNA mensajero se llama hebra sentido o codificante; su complementaria es la hebra antisentido o molde (esta última es la que se transcribe).
🔁 STR — Short Tandem Repeat
Algunas secuencias de DNA no codificante son cortas, están alineadas en tándem y se repiten miles de veces de forma constante. Ejemplo: ATTCGGT·ATTCGGT·ATTCGGT
El número de unidades repetidas varía de individuo a individuo — por eso se consideran "huellas digitales" genéticas. En gemelos idénticos, estas secuencias son idénticas. Se aíslan con enzimas de restricción y se separan por tamaño mediante electroforesis en gel; el resultado final se parece a un código de barras de DNA.
La técnica de huella génica se basa en diferencias individuales que ocurren, en promedio, una vez cada 500 a 1,000 pares de bases.
🔬 Material biológico útil para extraer DNA
En la escena de un crimen suelen encontrarse, en pequeñas cantidades, muestras biológicas como sangre, saliva, piel, músculo, cabello (con folículo), semen, dientes y hueso — todas ellas fuentes potenciales de DNA para análisis.
Protocolo de laboratorio
Resumen del procedimiento real de la Sesión 2: rotulado de tubos, digestión enzimática y carga del gel de agarosa.
🧪 Rotulado de microtubos
| Color | Muestra | Abreviatura |
|---|---|---|
| Verde | Escena del crimen | EC |
| Azul | Sospechoso 1 | S1 |
| Naranja | Sospechoso 2 | S2 |
| Violeta | Sospechoso 3 | S3 |
| Rojo | Sospechoso 4 | S4 |
| Amarillo | Sospechoso 5 | S5 |
🧫 Reactivos y materiales
- 10 μL de DNA por cada muestra (escena + 5 sospechosos)
- Mezcla de enzimas de restricción EcoRI/PstI, 1800 U
- Marcador de DNA de fago lambda digerido con HindIII (0.2 μg/μL)
- Geles de agarosa al 1.0%
- Amortiguador TAE (Tris-Acetato-EDTA)
- Cámara horizontal de electroforesis · 120 V por 40-60 min
📍 Orden de carga en el gel de agarosa
| Carril | Muestra | Abreviatura |
|---|---|---|
| 1 | Escena del crimen | EC |
| 2 | Sospechoso 1 | S1 |
| 3 | Sospechoso 2 | S2 |
| 4 | Sospechoso 3 | S3 |
| 5 | Sospechoso 4 | S4 |
| 6 | Sospechoso 5 | S5 |
Al cargar cada pozo: usar una punta nueva por muestra, introducir la punta sin romper el gel, y dejar caer la muestra lentamente subiendo la punta poco a poco para no obstruir el pozo. Tras la corrida, teñir el gel 2 minutos en la solución teñidora y lavar con agua limpia y caliente (40-55 °C) hasta que las bandas sean visibles.
Autoevaluación — Huella génica
Preguntas sobre PCR, STRs e interpretación forense de patrones de DNA.
Banco de problemas
Diez ejercicios de PCR, electroforesis y genética de poblaciones aplicada a la identificación. Ingresa tu resultado, verifica y consulta el procedimiento si lo necesitas. Puedes escribir números grandes como 1.07e10.
Bibliografía científica
Fuentes que sustentan esta práctica: estructura del DNA, PCR, electroforesis y genética forense basada en STR.
🧬 Huella genética y genética forense
- Jeffreys AJ, Wilson V, Thein SL. Individual-specific 'fingerprints' of human DNA. Nature. 1985;316(6023):76–79. doi:10.1038/316076a0
- Butler JM. Advanced Topics in Forensic DNA Typing: Methodology. San Diego: Academic Press; 2012.
🔁 PCR
- Mullis KB, Faloona FA. Specific synthesis of DNA in vitro via a polymerase-catalyzed chain reaction. Methods Enzymol. 1987;155:335–350. doi:10.1016/0076-6879(87)55023-6
- Saiki RK, Gelfand DH, Stoffel S, et al. Primer-directed enzymatic amplification of DNA with a thermostable DNA polymerase. Science. 1988;239(4839):487–491. doi:10.1126/science.2448875
🧪 Técnicas de laboratorio
- Green MR, Sambrook J. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 4th ed. Cold Spring Harbor: Cold Spring Harbor Laboratory Press; 2012.
- Lee PY, Costumbrado J, Hsu CY, Kim YH. Agarose gel electrophoresis for the separation of DNA fragments. J Vis Exp. 2012;(62):3923. doi:10.3791/3923
- Nelson DL, Cox MM. Lehninger. Principios de bioquímica. 8.ª ed. Barcelona: Ediciones Omega; 2021.