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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Igor Caetano Dias Alcarás
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2018
Supervisor
Committee
Simões, Aguinaldo Luiz (President)
Mendes Junior, Celso Teixeira
Paula, Leonardo Barcelos de
Secolin, Rodrigo
Title in Portuguese
Descrição de marcadores InDel ligados ao cromossomo X com uso possível de primers internos
Keywords in Portuguese
Cromossomo X
InDel
Misturas de DNA
Parâmetros forenses
Parâmetros populacionais
Polimorfismo
Primers internos
Abstract in Portuguese
Produzidos pela inserção ou deleção de um ou mais nucleotídeos em um ou ambos os cromossomos homólogos, os marcadores InDel são os polimorfismos mais abundantes depois dos SNPs. Apresentam baixa taxa de mutação quando comparados a outros polimorfismos, ampla distribuição no genoma, simples e rápida genotipagem e frequências alélicas diferentes entre populações distintas. Além disso, uma aplicação relevante dos InDel é a possibilidade de se direcionar a amplificação de sequências alvo específicas, através do desenho de primers que se ligam com regiões de interesse e amplifiquem alelos específicos em um lócus, capacidade esta que melhora a detecção e quantificação do DNA, inclusive do DNA fetal na circulação materna. Apesar de marcadores autossômicos serem os mais utilizados para estudos de mistura em populações, o cromossomo X tem ganhado significativa importância em estudos populacionais e de genética forense, graças ao seu padrão especial de transmissão, a uma deriva genética menor e à sua menor taxa de recombinação. Dessa forma, marcadores genéticos do cromossomo X têm potencial de apresentar parâmetros forenses mais eficientes do que autossômicos em casos de investigação complexa de parentesco, complementar informações fornecidas pelos autossomos e permitir identificar haplótipos com mais facilidade. Neste trabalho, propomos a seleção e descrição formal de um número adequado de lócus do tipo InDel bialélicos ligados ao cromossomo X que possam ser aplicados em estudos de análises populacionais, a fim de complementar os trabalhos de padronização de conjuntos de InDel autossômicos anteriormente desenvolvidos neste laboratório. Foram selecionados sete lócus do cromossomo X que formam dois blocos de haplótipos. Primers flanqueadores e inserção-específicos desenhados para estes lócus tiveram suas condições de PCR convencional padronizadas e foram aplicados na análise fenotípica de uma amostra da população urbana brasileira, composta por 80 trios (Mãe-Filha(o)-Pai), para estimar parâmetros populacionais e de interesse forense. A estimativa das frequências alélicas dos lócus revelou que o alelo inserção é mais frequente para todos os lócus estudados, com exceção do lócus MIDX550. Foram encontrados 60 haplótipos, com o mais frequente correspondendo a 7,5%. Os parâmetros forenses gerados com base nestes lócus estudados mostraram-se eficazes, todos com heterozigose acima de 0,2. Não é possível fornecer afirmações definitivas sobre a paternidade com estes lócus, uma vez que não foi encontrado nenhuma Probabilidade Média de Paternidade W > 99,99%. Entretanto, se combinados com outras informações que aumentem seu poder de discriminação, integrados em painéis e combinados com marcadores autossômicos, os lócus analisados neste trabalho são capazes de fornecer alta informatividade na identificação humana, ancestralidade e quantificação e dosagem de misturas desbalanceadas de DNA.
Title in English
Description of X-InDel markers with possible use of internal primers
Keywords in English
DNA mixtures
Forensic parameters
InDel
Internal primers
Polymorphism
Population parameters
X chromosome
Abstract in English
Originated by the insertion or deletion of one or more nucleotides in one or both homologous chromosomes, InDel markers are the polymorphisms more abundant after SNPs. They have a low mutation rate when compared to other polymorphisms, wide spreading in the genome, simple and rapid genotyping and distinct allelic frequencies between different populations. In addition, a relevant application of the InDel is the possibility to target a specific sequence in PCR, by designing primers that anneal to the regions of interest and amplify specifics alleles in that locus, which improves the DNA detection and quantification in DNA mixtures situations, including fetal DNA in the maternal circulation. Despite being the autosomic markers the most used for DNA mixtures in populations studies, the X chromosome has significant importance in population and forensic genetics studies, thanks to its special transmission pattern, to a lesser genetic drift and to the lower recombination rate. Thus, the genetic markers of the X chromosome have the potential to generate more efficient parameters than the autosomal ones in cases of complex kinship invetigation, adding information in that provided by the autosomes and allow haplotypes with more easily identification. In this work, we propose the selection and formal description of a set of biallelic X-InDel loci that can be applied in population analysis, to complement the standardization work of autosomes InDel sets previously developed in this laboratory. Seven loci of the X chromosome forming two haplotypes blocks were selected. We standardized flanking and insertion-specific primers designed for these loci in conventional PCR conditions. Then, these primers were applied in the phenotypic analysis of a brazilian urban population sample, composed of 80 trios (MotherChild-Father), to estimate the population and forensic interest parameters. The estimation of allele frequencies of loci showed that the insertion allele is more frequent for all the loci studied, with the exception of the MIDX550 locus. Sixty haplotypes were found, most frequently corresponding to 7.5%. The forensic parameters generated for these loci were effective, all with heterozygosis above 0.2. It was not possible to provide statements about paternity with these loci, since no Average Paternity Probability W> 99.99% was found. However, combined with other information that increase its power of discrimination, integrated in panels and combined with the autosomal markers, the analyzed loci in this work are able to provide high informativity for human identification, ancestrality and quantification and dosage of unbalanced DNA mixtures.
 
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Publishing Date
2019-06-05
 
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