A pigmentação humana é uma característica variável e complexa determinada por fatores genéticos e hormonais, exposição à radiação ultravioleta, idade, doenças, entre outros. Alguns polimorfismos em genes de pigmentação têm sido associados com a diversidade fenotípica de cor da pele, cabelo e olhos e em populações homogêneas. A técnica denominada Fenotipagem Forense pelo DNA (FDP) vem beneficiando a ciência forense em vários países e auxiliando investigações criminais por ser capaz de sugerir, com boa precisão, os possíveis fenótipos para as características externamente visíveis (EVCs) em amostras de origem desconhecida. No presente trabalho foram avaliadas as associações entre os SNPs presentes nos genes SLC24A5 (rs1426654; rs16960620; rs2555364), TYR (rs1126809) e ASIP (rs6058017) com cor de pele, cabelo e olhos em indivíduos da população brasileira para apontar o possível uso desses marcadores na prática forense em populações miscigenadas. Os voluntários responderam um questionário no qual fizeram a autodeclaração dessas características e estes dados foram usados para as comparações entre genótipos e fenótipos. Os resultados mostraram que para os SNPs rs2555364 e rs1426654 o alelo ancestral esteve associado com as características cor de pele negra, cabelos castanhos ou pretos e olhos castanhos. Além disso, o alelo ancestral do SNP rs6058017 foi significativamente associado com cor de pele negra e olhos castanhos. Inversamente, os alelos variantes destes SNPs são correlacionados com características de pigmentação clara para as EVCs avaliadas, corroborando os estudos prévios realizados em diferentes populações. Esses resultados mostram que a informação molecular pode ser útil para a inferência de EVCs, e a técnica de FDP é uma importante ferramenta para estudos forenses em amostra brasileira / Human pigmentation is a variable and complex trait determined by genetic and hormonal factors, exposure to ultraviolet radiation, age, diseases, among others. Some polymorphisms in pigmentation genes have been associated with the phenotypic diversity of skin, hair and eyes color in homogeneous populations. Forensic DNA Phenotyping (FDP) is benefiting forensic science in several countries, helping in criminal investigations due to its ability to suggest, with good accuracy, the possible phenotypes for externally visible characteristics (EVCs) in samples of unknown origin. Herein, we evaluated the associations between the SNPs present in the genes SLC24A5 (rs1426654; rs16960620; rs2555364), TYR (rs1126809) and ASIP (rs6058017) with skin, hair and eyes color in individuals of the Brazilian population in order to point out the possible use of these markers in forensic practice in admixed populations. The volunteers answered a questionnaire in which they self reported these characteristics for comparison between genotypes and phenotypes. The results showed that for the SNPs rs2555364 and rs1426654 the ancestral allele was associated with characteristics of black skin color, brown or black hair and brown eyes. In addition, the ancestral allele of the SNP rs6058017 was significantly associated with black skin color and brown eyes. Inversely, the variant alleles of these SNPs are correlated with fair pigmentation characteristics for the evaluated EVCs, corroborating the previous studies performed in different populations. These results show that molecular information may be useful for the inference of EVCs, and the FDP technique is an important tool for forensic studies in a Brazilian sample

A genética forense tem grande importância na geração de provas em casos de violência sexual, paternidade criminal, identificação de cadáveres e investigação de evidências de locais de crime. A análise de STRs apresenta grande poder de discriminação, mas é uma metodologia multi-etapas, trabalhosa, cara e em muitos casos a análise genética é prejudicada pela baixa quantidade e qualidade das evidências coletadas. Este estudo teve como objetivo desenvolver e caracterizar uma metodologia de triagem de amostras forenses através da análise de perfis de dissociação em alta resolução (HRM) de regiões do DNA mitocondrial, o qual está presente em maior número de cópias e mais resistente a degradação. Para tanto, foram extraídos DNAs de 68 doadores. Estas amostras foram sequenciadas e analisadas por HRM para sete alvos no DNA mitocondrial. Também foram realizados ensaios para determinar a influência do método de extração, da concentração e nível de degradação do DNA no perfil de HRM obtido para uma amostra. Os resultados demonstraram a capacidade da técnica de excluir indivíduos com sequências diferentes da referência comparativa em cinco regiões amplificadas. Podem ser analisadas em conjunto, amostras de DNA com variação de concentração de até a ordem de 100 vezes e extraídas por diferentes metodologias. Condições de degradação de material genético não prejudicaram a obtenção de perfis de dissociação em alta resolução. A sensibilidade da técnica foi aprimorada com a análise de produtos de amplificação de tamanho reduzido. A fim de otimizar o ensaio foi testada a análise de HRM em reações de PCR duplex. Um dos pares de amplificação forneceu perfis de HRM compatíveis com resultados obtidos de reações com amplificação de apenas um dos alvos. Através da análise conjunta das cinco regiões, esta metodologia visa a identificação de indivíduos não relacionados com as referências comparativas, diminuindo o número de amostras a serem analisadas por STRs, reduzindo gastos e aumentando a eficiência da rotina de laboratórios de genética forense. / The forensic genetics has an important role in the generation of evidence in cases of sexual assault, criminal paternity, identification of corpses and crime scenes investigation. The analysis of STRs has great power of discrimination, but it is a multi-stage methodology, complex, expensive and in many cases the genetic analysis is hampered by the low quantity and quality of evidence collected. This study aimed to develop and characterize a forensic samples screening methodology to examine high resolution melting profiles (HRM) of regions of the mitochondrial DNA, which is present in more copies and more resistant to degradation. Thus, we extracted DNA from 68 donors. These samples were sequenced and analyzed by HRM to seven mitochondrial DNA targets. Tests were also conducted to determine the influence of extraction method, concentration and DNA degradation level of HRM profile obtained for a sample. The results demonstrated the technical ability to exclude individuals with different sequences of comparative reference amplified in five regions. Can be analyzed together samples with varying concentration to the order of 100 times and extracted by different methods. Genetic material degradation conditions did not prevent obtaining high resolution melting profiles. The sensitivity of the technique was improved with the analysis of reduced size amplification products. In order to optimize the assay HRM analysis was tested in duplex PCR reactions. A pair of amplification provided HRM profiles consistent with results from amplification in reactions with only one of the targets. Through the joint analysis of the five regions, this approach aims to identify individuals not related to comparative references, reducing the number of samples to be analyzed by STRs, reducing costs and increasing the efficiency of the routine of forensic genetics laboratories.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os INDELs são polimorfismos de comprimento, gerados a partir de inserções e/ou deleções de um ou mais nucleotídeos. Os marcadores INDELs, que estão amplamente distribuídos pelo genoma e se caracterizam pela alta estabilidade devido à baixa taxa mutacional (10-9), podem ser analisados a partir da amplificação por PCR (Reação em Cadeia da Polimerase). A facilidade de análise e a possibilidade de construção de sistemas multiplex capazes de gerar amplicons curtos (menores que 100 pb) tornam os INDELs uma importante ferramenta para identificação humana por DNA. Para avaliar a eficiência e validar a metodologia que emprega os polimorfismos de inserção/deleção na identificação humana, utilizamos o sistema Indel-plex ID, capaz de amplificar simultaneamente 38 loci INDELs bialélicos de cromossomos autossomos. Diferentes amostras biológicas (cabelo, saliva, sangue, sêmen e urina) foram genotipadas apresentando reprodutibilidade entre todas as tipagens. A concentração mínima de DNA necessária para amplificação dos 38 loci INDELs foi de 0,5 ng. Artefatos do tipo split peaks foram observados em algumas amostras. Os produtos da PCR foram purificados em resina Sephadex proporcionando melhores condições de análise, redução de artefatos e aumento na intensidade média de fluorescência dos alelos amplificados. A eficiência do sistema Indel-plex ID na amplificação de DNA degradado foi verificada durante as análises das amostras de DNA extraídas de restos mortais (ossos e dentes). Comparativamente ao sistema Identifiler, o Indel-plex ID, se mostrou mais eficiente em termos de número de loci genotipados e qualidade de amplificação. Nas investigações de vínculos genéticos realizadas com o sistema Indel-plex ID foi possível corroborar resultados anteriores obtidos pela análise de marcadores STR. Nas análises com amostras in vivo foram obtidos valores máximos de Probabilidades de Paternidade de 99,99998%. Para casos envolvendo supostos pais falecidos, o sistema Indel-plex ID reforçou resultados obtidos com o sistema Identifiler e Minifiler. A Probabilidade de Paternidade de 99,953%, obtida com o sistema Indel-plex ID, conjugada com a Probabilidade de Paternidade de 99,957%, obtida como o sistema Minifiler, possibilitou um índice final de 99,99998%. Os resultados evidenciaram que os loci INDELs do sistema Indel-plex ID são altamente informativos, constituindo uma ferramenta importante em estudos de identificação humana e de relações de parentesco / INDELs are length polymorphisms, generated from insertions and/or deletions of one or more nucleotides. The INDEL markers, which are widely distributed throughout the genome and characterized by high stability due to their low mutational rate (10-9), can be analyzed based on amplification by PCR (Polimerase Chain Reaction). This ease in being analyzed and the possibility of building multiplex systems capable of generating short amplicons (smaller than 100 pb), render INDELs an important tool for DNA-based human identification. So as to evaluate the efficiency and validate the methodology which makes use of insertion/deletion polymorphisms in human identification, we have employed the Indel-plex ID system, capable of simultaneously amplifying 38 INDEL loci of biallelic autosome chromosomes. Different biological samples (hair, saliva, blood, semen and urine) were genotyped showing reproducibility of all typing. The minimum DNA concentration for the amplification of the 38 INDEL loci is 0,5 ng. Artifacts of the split peaks type were observed in some samples. The purification of the PCRs products in Sephadex resin provided better conditions for analysis, reduction of artifacts and increased the average intensity of allele fluorescence. The efficiency of the Indel-plex ID system in the amplification of degraded DNA was verified in analysis of DNA samples extracted from mortal remains (bones and teeth). In comparison with the Identifiler system, the Indel-plex ID has proven more efficient in terms of the number of genotyped loci and amplification quality. During the investigation of genetic relations, carried out with the Indel-plex ID system, it was possible to corroborate previous results obtained through the analysis of STR markers. In investigations based on in vitro samples, maximum values of 99,99998% in Paternity Probabilities were obtained. In genetic investigations related to deceased supposed parents, the Indel-plex ID system corroborated results obtained with the Identifiler and Minifiler systems. The Paternity Probability of 99,953% obtained with the Indel-plex ID system, allied with the Paternity Probability of 99,957% obtained with the Minifiler rendered possible the final indicator of 99,99998%. The results have made evident that the INDEL loci of the Indel-plex ID system are highly informative and constitute an important tool for studies in both human identification and parenthood relations identification

Em 2012, o Brasil aprovou a lei 12.654 que regulamenta o uso dos bancos de perfis genéticos para fins de investigação criminal. Esta lei é um dos marcos nas discussões acerca do uso do DNA nas investigações criminais que se intensificaram no país a partir de 2009 quando o FBI doou ao Brasil o Combined DNA Index System (CODIS). A chegada dos bancos de dados de DNA ao Brasil faz parte de um processo de expansão internacional de bancos nacionais de perfis genéticos. Esta tese trata do processo de introdução desta tecnologia no Brasil. Através de entrevistas com especialistas de diferentes áreas, tais como perícia criminal, direito e bioética, da observação e participação em seminários e congressos de perícia criminal e das discussões travadas em publicações de revistas científicas esta pesquisa busca uma compreensão etnográfica dos nexos entre ciência, direito, tecnologia, segurança e poder em torno do processo de introdução dos bancos de perfis genéticos no Brasil. Na primeira parte, a tese descreve algumas relações e significados que fizeram a identificação genética vir a ser sinônimo de precisão científica acerca da identificação humana e o deslizamento para sua aplicação nas investigações criminais. Na segunda parte, aborda os primeiros efeitos do processo de introdução da tecnologia de bancos de perfis genéticos no Brasil a partir do processo de elaboração da lei dos bancos de DNA, da emergência de novas trajetórias de peritos criminais em genética forense e de alguns desafios do cotidiano da coleta, análise e armazenamento dos vestígios da cena do crime. Conhecer e entender como são colocadas em prática as diversas mediações que envolvem a estabilização do banco de DNA para fins de investigação criminal no Brasil permite refletir como a relação entre tecnociência, direitos, cidadania e políticas de segurança implicam em opções técnicas, éticas e políticas. / In 2012, Brazil approved the Federal Law 12.654, which regulates the use of genetic profiles for criminal investigations. Such law is one of the main landmarks in discussions concerning the use of DNA in criminal investigations that have intensified across the country since 2009, when the FBI donated to Brazil the Combined DNA Index System (CODIS). The arrival of these databases in Brazil is part of an international expansion process of national genetic profiles databases. This dissertation is about the introduction process of such biotechnology in Brazil. Through interviews with specialists from different areas, such as forensic sciences, law and bioethics, from observation and participation in forensics seminars and congresses and from discussions set in scientific publications this research aims for an ethnographic understanding of the nexus between science, law, technology, security and power around the introductory process of the genetic profile databases in Brazil. In its first part, the dissertation describes some relations and meanings that made genetic identification become a synonym of scientific precision concerning human identification and the transition for its application in criminal investigation. In its second part, it approaches the first effects of the introductory process of the technology in Brazil through the DNA database’s law elaboration process, from the emergency of new trajectories of genetic forensic experts and from a few challenges of the daily collection, analysis and storage of evidences of the crime scene. To know and to understand the mediations involved in the stabilization of the DNA databases for criminal investigation allow us to reflect on how the relation between technoscience, law, citizenship and safety politics affects and engenders technical options, ethics and policies.

Haploid vererbte Polymorphismen des Y-Chromosoms sind wichtige diagnostische Werkzeuge der forensischen Genetik und verwandter Disziplinen, insbesondere der Anthropologie. Geschlechtsspezifität und uniparentaler Erbgang der Merkmale ermöglichen eine Reihe von Untersuchungen, die mit autosomalen Markern erfolglos bleiben müssen. Kurze tandem-repetitive STR-Sequenzen, die polymorphen Marker der Wahl im forensischen Labor, sind auch auf dem Y-Chromosom nachzuweisen. Aufgrund der rekombinationsfreien, paternalen Vererbung des größten Teils des Y-Chromosoms werden locus-spezifische Allele hier en bloc, als hochinformativer Haplotyp, vererbt. Die forensische Untersuchung profitiert insbesondere auf dem Gebiet der Untersuchung biologischer Spuren von der Y-chromosomalen Diagnostik: vor allem in Vergewaltigungsfällen kann die männliche DNA-Fraktion der Abstrichpräparate unabhängig von der weiblichen des Opfers untersucht und individualisiert werden. Bei der Abstammungsuntersuchung wird in solchen Fällen die Y-chromosomale Analyse empfohlen, in denen der Vater (eines männlichen Kindes) nicht zur Verfügung steht und paternale Verwandte an seiner statt untersucht werden müssen. Von den 14 evaluierten Y-chromosomalen STR-Systemen sind 9 für die forensische Praxis ausgewählt und empfohlen worden. Sie bilden den sogenannten "minimal haplotype", der heute international für die o. g. Analysen verwendet und von der zuständigen Fachgesellschaft (International Society of Forensic Genetics) in ihren Richtlinien empfohlen wird. Wegen der immensen Haplotyp-Variabilität und des uniparentalen Erbgangs ist die Frequenzbestimmung, und damit die Entscheidungsfindung für rechtsmedizinische Gutachter, nur über den Zugang zu großen Datenbanken möglich. Zu diesem Zweck wurde an der Charité die "European Y-STR Haplotype Reference Database" eingerichtet, die Frequenzabfragen auf Grundlage des aktuellen Datenmaterials online ermöglicht (http://ystr.charite.de). Aufgrund des uniparentalen Erbmodus und der im Vergleich zu Autosomen verringerten effektiven Zahl von Y-Chromosomen in der Population muß mit einem meßbaren Einfluß genetischer Drift auf die Y-STR-Haplotyp-Verteilung in der Population gerechnet werden. Mit Hilfe der AMOVA (Analysis of Molecular Variance) - Methode konnten genetische Distanzen für eine repräsentative Auswahl von über 50 weltweit verteilter Populationen berechnet werden. Der AMOVA-Test ist unentbehrlich für die Überprüfung der Eignung von Referenzdatenbanken als Grundlage der Frequenzbestimmung von Y-STR-Haplotypen. / There are a number of merits that qualify the Y chromosome as a special forensic genetic tool: the male specificity for most of its length, the absence of recombination which provides unambiguous male lineage's and the small effective population size that tends to create population specific allele distributions of the Y chromosomes. Particularly in cases of rape and other sexual assault as well as in kinship testing, Y-STR haplotyping can help to close informativity gaps. Since the main goal of forensic genetics is individualization of persons or lineages of descent an analytical strategy for the male chromosome must enable the expert to differentiate between the majority of unrelated haplotypes. For this to achieve the choice of the sequence type and its variability (i.e. its mutation rate) as well as the number of individual sequences to be used for profiling is crucial. We have introduced a STR profile for the Y-chromosome consisting of 11 microsatellite sequences which is both informative for individualization purposes as well as for a genetic distance analysis of populations. The technical simplicity of the approach led to a rapid introduction of the technique in many of the forensic labs world-wide. Intense international collaboration facilitates the generation of large haplotype reference databases, most of them are online available and searchable (Europe: http://ystr.charite.de and USA: http://www.ystr.org/usa/). By use of haplotype specific parameters such as the molecular distance (which equals the minimum number of mutational steps separating two haplotypes) and the largest available haplotype databases a Bayesian approach to evaluate Y-STR haplotype matches has been proposed. Directly inspired by our work are the recommendations of the International Society of Forensic Genetics (ISFG). These guidelines state some basic principles on forensic analysis using Y-STR polymorphisms: the use of sequenced allelic ladders, the application of a repeat-based nomenclature and the use of suitable haplotype reference databases for statistical evaluation of matches. Still a matter of research , but of the utmost interest is the potential of the Y-chromosome analysis to unravel the ethnological background of a given male profile. A dual approach - that using Y-STRs as well as Y-SNPs - probably renders the maximum amount of information about the descent of a male lineage typed in a forensic specimen.

S'ha estudiat la variabilitat genètica de les poblacions del nord d'Àfrica a partir de l'anàlisi de diverses regions genòmiques per tal d'entendre les poblacions analitzades d'una banda, i comprendre la dinàmica del genoma per l'altra. Els resultats obtinguts ens han permès verificar diferents hipòtesis sobre la història de les poblacions d'aquesta regió com són l'efecte paral·lel i independent de l'onada de difusió del neolític des de l'Orient Mitjà al llarg d'ambdues ribes de la Mediterrànea; i l'efecte de l'arabització. S'ha pogut estimar també la contribució genètica masculina nord africana a la península ibèrica i detectat certa contribució genètica del pobles sub-saharians a les poblacions nordafricanes. Per altra banda, el tipatge de marcadors genètics que evolucionen a velocitats diferents al cromosoma Y ha permès mostrar que el background genètic predomina sobre el background poblacional en l'estructura de la variació genètica dels microsatèl·lits en la regió no recombinant del cromosoma Y humà. / The genetic variability of the North African populations has been studied through the analysis of different genomic regions in order to understand both the analysed populations and the dynamics of the genome. The obtained results allow us to verify different hypotheses about the population history of this region including the parallel and independent effect of the Neolithic wave of advance from the Middle East and along both Mediterranean coasts; and the effect of Arabization phenomena. We also tried to estimate the North African male genetic contribution to the Iberian peninsula and detected Sub-Saharian genetic influences to the North African peoples. Moreover, the typing of genetic markers with different evolutionary rates on the Y chromosome allowed us to demonstrate that variation in microsatellites is deeply structured by genetic background on the non-recombining region of the human Y chromosome.

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No. of bitstreams: 1 martinez_j_dr_arafcf_int.pdf: 5281561 bytes, checksum: 3904c01cc47c8b76f9c22a3a88eeb574 (MD5) Previous issue date: 2017-11-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Na rotina da genética forense, o uso exclusivo dos marcadores STRs (Short Tandem Repeats) em situações que a amostra biológica apresenta-se degradada pode gerar um resultado final estatístico inconclusivo, tornando fundamental a análise de marcadores adicionais para a resolução do caso. Utilizado como método complementar, os polimorfismos InDels (inserção/deleção) têm mostrado grande potencial para superar as limitações dos marcadores tradicionais. A análise de regiões do cromossomo X também vem ganhando significativa importância nesses estudos, especialmente nos casos em que a análise dos autossômicos não é suficiente. Nessa perspectiva, este trabalho teve por objetivo geral caracterizar a população do estado de São Paulo para 32 polimorfismos de inserção/deleção no cromossomo X (32 X-InDels) e avaliar a utilidade desse multiplex na resolução de casos forenses. Para tanto, buscou-se identificar a diversidade genética desses polimorfismos nessa população, a segregação dos alelos entre os genitores (pai e mãe) para as suas respectivas filhas e a eficiência desse painel na amplificação de DNA extraído de amostras ósseas. Para identificar a diversidade genética, foram analisados os perfis genotípicos de 500 indivíduos não aparentados nascidos no estado de São Paulo. Todos os marcadores mostraram-se polimórficos para a população, sendo MID3701 o que apresentou maior diversidade e somente MID2637 se mostrou pouco informativo. O marcador MID1361 apresentou-se em desequilíbrio de Hardy-Weinberg e uma variante alélica foi identificada em seu alelo curto. O painel demonstrou alta eficiência forense, confirmado pelo poder acumulado de discriminação (0,999999999993 em mulheres e 0,99999993 em homens) e pelo valor acumulado da chance média de exclusão (0,999996 em trios e 0,9995 em duos). No comparativo com outras populações, valores significativos da distancia genética foram obtidos, verificando-se que São Paulo está mais próximo à três departamentos colombianos e às populações européias. A proporção de ancestralidade identificada foi 41,8% para europeus, 31,6% para africanos e 26,6% para nativo-americanos. Na análise de segregação realizada em 101 trios, o padrão de transmissão esperado entre pai-mãe/filha foi o observado, o que confirma a baixa taxa de mutação desses marcadores. Por fim, os 32 X-InDels apresentaram as características necessárias para a análise de amostras biológicas em baixa concentração e/ou degradadas, mas algumas dificuldades na amplificação podem ser encontradas a depender das condições ambientais a que as amostras foram expostas. Conclui-se que o conhecimento acerca dos marcadores de inserção/deleção no cromossomo X pode ser ampliado, uma vez que na literatura ainda há pouco material disponível sobre o assunto; entretanto os dados deste trabalho já demonstram seu potencial como método alternativo para a análise de amostras forenses, pois foram identificados elevados valores de poder de discriminação e exclusão, baixa taxa de mutação e um elevado potencial de amplificação de amostras biológicas degradadas. / In forensic genetics routine, the exclusive use of STRs (Short Tandem Repeats) markers when the biological sample is degraded can generate an inconclusive final statistical result, making essential the analysis of additional markers for case resolution. Used as a complementary method, InDels (insertion/deletion) polymorphisms have shown great potential to overcome the limitations of traditional markers. Polymorphisms in the X chromosome is also gaining significant importance in these studies, especially in those cases in which the analysis of the autosomal markers is not enough. In this perspective, this study aimed to characterize the São Paulo state population for 32 X chromosome insertion/deletion polymorphisms (32 X-InDels) and to evaluate the utility of this multiplex in the resolution of forensic cases. Therefore, it was analyzed the genetic diversity of this population, the alleles segregation between the parents and their respective daughters, and the amplification efficiency of this panel in DNA extracted from human bones. To identify genetic diversity, the genotypic profiles of 500 unrelated individuals born in São Paulo state was analysed. All markers were polymorphic for the population, with MID3701 being the most diverse, and MID2637 the less informative. The MID1361 marker was in Hardy-Weinberg disequilibrium and an allelic variant was identified in its short allele. The panel showed high forensic efficiency, confirmed by the accumulated power of discrimination (0.9999999999993 in females and 0.99999993 in males) and by the accumulated mean exclusion chance (0.999996 in trios and 0.99995 in duos). Comparing with other populations, significant values of genetic distance were obtained and São Paulo is closer to three Colombian departments and to European populations. The ethnic contributions identified 41.8% of Europeans, 31.6% of Africans and 26.6% of Native Americans admixture. In segregation analysis performed in 101 trios, the expected transmission pattern between parent/daughter was observed, which confirms the low mutation rate of these markers. Finally, the 32 X-InDels presented the necessary characteristics for the analysis of degraded biological samples, but some amplification difficulties can be found depending on the environmental conditions in which the samples were exposed. It can be concluded that knowledge about the X chromosome insertion/deletion markers can be expanded, because there is still little information available in the literature; meanwhile data from this work demonstrate its potential as an alternative method for the analysis of forensic samples.

As últimas décadas trouxeram grandes avanços tecnológicos às ciências forenses. Um dos marcos dessa evolução foram às pesquisas e os resultados obtidos com a aplicação da Biologia Molecular, como ferramenta de identificação humana a partir da década de 80. Desde então, novos estudos vêm sendo realizados nesta área. Vestígios encontrados em locais de crime são elementos que irão orientar na busca pela elucidação dos fatos. Existem dois tipos de vestígios: os macrovestígios, facilmente identificados e os microvestígios que demandam análises técnicas mais específicas. Dentre os microvestígios, tem-se a impressão digital, que se tornou uma possível fonte de extração de DNA, com um grande potencial de recuperação do material genético. Este trabalho objetivou analisar amostras coletadas em microvestígios de impressões digitais em vários objetos escolhidos como superfície de deposição sendo elas, vidro, metal, plástico, madeira e parede de alvenaria, demonstrando que é possível estabelecer uma ligação entre as amostras de DNA e as impressões digitais encontradas. As amostras foram coletadas de impressões latentes intactas e em esfregaço e impressões digitais intactas e em esfregaço com pó. Os resultados demonstraram a viabilidade de utilização deste tipo de amostra, tendo em vista a recuperação de DNA e o êxito da genotipagem. Os resultados obtidos nas diferentes matrizes analisadas evidenciaram maior êxito na superfície de metal, onde foi possível obter perfil genético íntegro em todas as amostras coletadas e analisadas. Com relação à matriz vidro, nas amostras “intacta latente” e “esfregaço latente” foi possível recuperar perfil genético com mais de 17 locos amplificados. Já nas amostras “intactas e esfregaço com pó”, mesmo com a confirmação da presença de DNA, as quantidades recuperadas foram insuficientes para gerar o eletroferograma. Na matriz madeira, assim como na matriz plástico, foi constatada a presença de DNA, mas em baixa concentração para gerar o eletroferograma. E, por último, as amostras coletadas da matriz parede de alvenaria “intacta latente” e “intacta com pó”, apresentaram respectivamente amplificação de 17 e 19 locos dos 24 presentes no kit. Estudos e experimentos já tornaram esta metodologia viável no Laboratório de Genética Molecular Forense da Polícia Científica do Estado do Paraná, com resultados positivos em diversos casos, identificando suspeitos e contribuindo com a Rede Integrada de Banco de Perfis Genéticos (RIBPG). Os resultados demonstraram a eficiência e a possibilidade de se obter um perfil genético quando se trabalha com este tipo de amostra, tornando esta mais uma ferramenta pericial. / The last decades have brought great technological advances to the Forensic Sciences. The Molecular Biology has been used as a tool for human identification since the 80´s, and it has bought fantastic results from this application, being a landmark in the evolution of Forensic Science. Since this decade, new studies have been carried out in this area. Traces found in crime scenes are elements that can guide the search for the elucidation of the facts. There are two types of traces: macro-traces, that are easily identified and micro-traces that requires more specific technical analysis. One of the traces is the digital fingerprint, that is a possible source of DNA extraction, with great potential for recovery of the genetic material. This research has the purpose to analyze samples collected from fingerprints on various objects chosen as deposition surface, such as glass, metal, plastic, wood and masonry wall. This research shows that it is possible to establish a connection between DNA samples and fingerprints. Samples have been collected from intact and intact smears and fingerprints intact and smeared with powder. The results showed the feasibility of using this type of sample, based on the DNA recovery and the success of the genotyping. The results obtained in the different matrices analyzed showed greater results in the metal surface, where it was possible to obtain a complete genetic profile in all the samples Collected and analyzed. In the glass matrix, either the samples "latent intact" or in "latent smear" it was possible to recover genetic profile with more than 17 amplified loci. In the "intact and powder smear" samples, even with confirmation of the presence of DNA, the quantities recovered were insufficient to generate the electropherogram. In the wood matrix, such as in the plastic matrix, the presence of DNA was observed, but at low concentration to generate the electropherogram. Finally, the samples collected from the "latent intact" and "intact with powder" masonry wall samples, respectively, showed amplification of 17 and 19 loci of the 24 present in the kit. Some Studies and experiments have been done in the Forensic Molecular Genetics Laboratory of Scientific Police in Paraná with positive results in many cases, identifying suspects and contributing to the Integrated Network of Gene Prolifiling Banks (RIBPG). These studies have made this methodology feasible. The results show the efficiency and the possibility of obtaining a genetic profile from this type of sample, making this one more important pericial tool.

As últimas décadas trouxeram grandes avanços tecnológicos às ciências forenses. Um dos marcos dessa evolução foram às pesquisas e os resultados obtidos com a aplicação da Biologia Molecular, como ferramenta de identificação humana a partir da década de 80. Desde então, novos estudos vêm sendo realizados nesta área. Vestígios encontrados em locais de crime são elementos que irão orientar na busca pela elucidação dos fatos. Existem dois tipos de vestígios: os macrovestígios, facilmente identificados e os microvestígios que demandam análises técnicas mais específicas. Dentre os microvestígios, tem-se a impressão digital, que se tornou uma possível fonte de extração de DNA, com um grande potencial de recuperação do material genético. Este trabalho objetivou analisar amostras coletadas em microvestígios de impressões digitais em vários objetos escolhidos como superfície de deposição sendo elas, vidro, metal, plástico, madeira e parede de alvenaria, demonstrando que é possível estabelecer uma ligação entre as amostras de DNA e as impressões digitais encontradas. As amostras foram coletadas de impressões latentes intactas e em esfregaço e impressões digitais intactas e em esfregaço com pó. Os resultados demonstraram a viabilidade de utilização deste tipo de amostra, tendo em vista a recuperação de DNA e o êxito da genotipagem. Os resultados obtidos nas diferentes matrizes analisadas evidenciaram maior êxito na superfície de metal, onde foi possível obter perfil genético íntegro em todas as amostras coletadas e analisadas. Com relação à matriz vidro, nas amostras “intacta latente” e “esfregaço latente” foi possível recuperar perfil genético com mais de 17 locos amplificados. Já nas amostras “intactas e esfregaço com pó”, mesmo com a confirmação da presença de DNA, as quantidades recuperadas foram insuficientes para gerar o eletroferograma. Na matriz madeira, assim como na matriz plástico, foi constatada a presença de DNA, mas em baixa concentração para gerar o eletroferograma. E, por último, as amostras coletadas da matriz parede de alvenaria “intacta latente” e “intacta com pó”, apresentaram respectivamente amplificação de 17 e 19 locos dos 24 presentes no kit. Estudos e experimentos já tornaram esta metodologia viável no Laboratório de Genética Molecular Forense da Polícia Científica do Estado do Paraná, com resultados positivos em diversos casos, identificando suspeitos e contribuindo com a Rede Integrada de Banco de Perfis Genéticos (RIBPG). Os resultados demonstraram a eficiência e a possibilidade de se obter um perfil genético quando se trabalha com este tipo de amostra, tornando esta mais uma ferramenta pericial. / The last decades have brought great technological advances to the Forensic Sciences. The Molecular Biology has been used as a tool for human identification since the 80´s, and it has bought fantastic results from this application, being a landmark in the evolution of Forensic Science. Since this decade, new studies have been carried out in this area. Traces found in crime scenes are elements that can guide the search for the elucidation of the facts. There are two types of traces: macro-traces, that are easily identified and micro-traces that requires more specific technical analysis. One of the traces is the digital fingerprint, that is a possible source of DNA extraction, with great potential for recovery of the genetic material. This research has the purpose to analyze samples collected from fingerprints on various objects chosen as deposition surface, such as glass, metal, plastic, wood and masonry wall. This research shows that it is possible to establish a connection between DNA samples and fingerprints. Samples have been collected from intact and intact smears and fingerprints intact and smeared with powder. The results showed the feasibility of using this type of sample, based on the DNA recovery and the success of the genotyping. The results obtained in the different matrices analyzed showed greater results in the metal surface, where it was possible to obtain a complete genetic profile in all the samples Collected and analyzed. In the glass matrix, either the samples "latent intact" or in "latent smear" it was possible to recover genetic profile with more than 17 amplified loci. In the "intact and powder smear" samples, even with confirmation of the presence of DNA, the quantities recovered were insufficient to generate the electropherogram. In the wood matrix, such as in the plastic matrix, the presence of DNA was observed, but at low concentration to generate the electropherogram. Finally, the samples collected from the "latent intact" and "intact with powder" masonry wall samples, respectively, showed amplification of 17 and 19 loci of the 24 present in the kit. Some Studies and experiments have been done in the Forensic Molecular Genetics Laboratory of Scientific Police in Paraná with positive results in many cases, identifying suspects and contributing to the Integrated Network of Gene Prolifiling Banks (RIBPG). These studies have made this methodology feasible. The results show the efficiency and the possibility of obtaining a genetic profile from this type of sample, making this one more important pericial tool.

This thesis proposes and discusses a statistical model for interpreting forensic DNA mixtures. We develop methods for estimation of model parameters and assessing the uncertainty of the estimated quantities. Further, we discuss how to interpret the mixture in terms of predicting the set of contributors. We emphasise the importance of challenging any interpretation of a particular mixture, and for this purpose we develop a set of diagnostic tools that can be used in assessing the adequacy of the model to the data at hand as well as in a systematic validation of the model on experimental data. An important feature of this work is that all methodology is developed entirely within the framework of the adopted model, ensuring a transparent and consistent analysis. To overcome the challenge that lies in handling the large state space for DNA profiles, we propose a representation of a genotype that exhibits a Markov structure. Further, we develop methods for efficient and exact computation in a Bayesian network. An implementation of the model and methodology is available through the R package DNAmixtures.