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Brève introduction

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Les empreintes génétiques dans la criminalistique 

Historique

Début des années 1980 

Vers la fin des années 1980 

Pourquoi le couple microsatellites - technique de PCR constitue-t-il l’arme absolue ?

Les marqueurs utilisés sont toujours les mêmes

Probabilité de distinguer deux individus

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En pratique, comment cela marche?

Prélèvements

ADN nucléaire ou mitochondrial?

Aspects techniques, réalisation d'une empreinte génétique

Précautions à prendre

Interprétation des résultats

Calcul des probabilités

En conclusion

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Questions éthiques et juridiques

Questions éthiques

Questions juridiques

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Un outils performant, mais restons critiques

Les empreintes génétiques dans la criminalistique 

Historique

Le concept d’empreinte génétique repose sur un principe essentiel de la génétique : L’UNICITE BIOLOGIQUE DES INDIVIDUS.

Le degré élevé de variabilité observée au niveau du génome humain est le reflet de cette unicité : on considère qu’environ une base sur 1000 diffère d’un individu à l’autre. La réalisation d’empreintes génétiques repose sur l’analyse de séquences polymorphes, c’est-à-dire des séquences nucléotidiques pouvant prendre des formes différentes d’un individu à l’autre. L’ADN est donc un matériel de choix car il comporte de très nombreux polymorphismes et il peut être extrait à partir de n’importe quelle cellule possédant un noyau. Une séquence polymorphe est encore appelée « marqueur » ou « locus » polymorphe, car elle joue un rôle de traceur localisé à un endroit (locus) précis du génome.

Début des années 1980 

Dès le début des années 1980, les premiers polymorphismes de l’ADN ont été mis en évidence. Il s’agissait de changements d’un seul nucléotide créant ou abolissant un site de coupure pour une enzyme dite de restriction. Ces enzymes issues de bactéries dont il existe une très grande variété, reconnaissent de courtes séquences d’ADN de 4 à 8 bases généralement, et coupent l’ADN à ce niveau. On parle communément de polymorphisme de restriction.

Ce polymorphisme est caractérisé par les deux formes (ou allèles) possibles que peut prendre la séquence d’ADN considérée : puisque deux formes de l’ADN existent : un allèle sera reconnu et coupé par l’enzyme de restriction, l’autre ne le sera pas.

L’existence du polymorphisme, peut être révélée par la technique dite du Southern blot, mise au point par l’anglais Ed Southern en 1975.  Cependant ces marqueurs sont peu performants pour la réalisation d’empreintes génétiques, car s’agissant de polymorphismes à deux allèles (présence ou absence d’un site de restriction), le nombre de marqueurs devant être analysés pour discriminer de façon certaine deux individus serait trop élevé.   Vers le milieu des années 80 d’autres marqueurs polymorphes, appelés des minisatellites, ont été découverts.

Ce sont  des motifs de quelques dizaines de bases (typiquement entre 30 et 70), dont plusieurs unités se font suite à certains endroits dans le génome. Le nombre d’unités varie d’un individu à l’autre : c’est la base du polymorphisme. Ainsi dans la population, on va dénombrer pour un même marqueur, une dizaine (parfois plus) d’allèles caractérisés chacun par un certain nombre d’unités de répétition. Le degré de polymorphisme de ces marqueurs est donc bien supérieur à celui des polymorphismes de restriction et leur capacité à distinguer les individus est d’autant meilleure. C’est Alec Jeffreys, de l’Université d’Oxford, qui fut le premier à utiliser les minisatellites pour créer des empreintes génétiques ; il est désormais considéré comme le père des empreintes génétiques. 

La révélation des polymorphismes de type minisatellites fait également appel à la technique de Southern blot. Cependant cette technique est longue à mettre en œuvre (plusieurs jours). Sa limite essentielle est d’exiger des quantités importantes d’ADN (de l’ordre de 5 à 10 micro grammes), ADN qui doit en plus être de suffisamment bonne qualité. Deux conditions qui sont très rarement réunies lors d’expertises médico-légales, où l’on a généralement affaire à des échantillons très petits (contenant peu de cellules, donc peu d’ADN : goutte de sang, salive, fragments d’os, etc.), et de piètre qualité car mal conservés et non intacts (corps décomposés, taches restées à l’air libre, …). L’utilisation des minisatellites pour la création d’empreintes génétiques devient de ce fait très limitée.

Vers la fin des années 1980 

Vers la fin des années 1980, la découverte d’un nouveau type de polymorphismes, les microsatellites, couplée à l’utilisation d’une nouvelle technique révolutionnaire, la PCR (réaction de polymérisation en chaîne), a permis une nette avancée pour la réalisation d’empreintes génétiques. Les microsatellites comportent des séries de répétitions d'un motif de base court (1 à 4 paire de bases) et sont répartis sur l'ensemble du génome. Le nombre de répétitions peut varier de 10 à 40 environ. Comme dans le cas des minisatellites, le polymorphisme tient au nombre variable d’unités de répétitions observées dans les différents allèles. Chaque marqueur présente une dizaine d’allèles différents, parfois plus.Les séquences à analyser sont donc courtes et parfaitement adaptées à une révélation par la technique de PCR. Celle_ci permet, à partir de quantités très restreintes d’ADN et par un mécanisme d’amplification, de synthétiser de façon très spécifique une séquence d’ADN particulière, telle qu’un microsatellite par exemple. Les différents allèles sont reconnus en fonction de leur taille, qui est mesurée en paires de bases d’ADN.

Les empreintes génétiques, Myriam Sabatier, Police scientifique de Toulouse

Pourquoi le couple microsatellites - technique de PCR constitue-t-il l’arme absolue ?

• les microsatellites ont un degré de polymorphisme élevé et l’analyse de plusieurs microsatellites permet donc de distinguer chaque individu par un profil d’allèles qui lui est propre ;
• la technique de PCR, grâce à son extrême sensibilité permet d’amplifier les séquences des microsatellites à partir de quantités restreintes de matériel : quelques cellules suffisent;
• la taille restreinte des séquences à amplifier rend compatible l’analyse d’ADN sur du matériel dégradé : l’ADN est en effet rarement intact et souvent cassé en petits fragments
• la rapidité d’analyse : la réaction de PCR ne prend que quelques heures ; le résultat peut donc être obtenu sans délai, ce qui peut être important dans certains cas.

Il est à noter que ces marqueurs polymorphes sont neutres en ce sens qu’ils n’ont pas d’effet visible sur le phénotype des individus.

Les marqueurs utilisés sont toujours les mêmes

Dans le monde entier, tous les laboratoires, tant publics que privés, utilisent les mêmes microsatellites pour réaliser les empreintes génétiques. Cette uniformisation est l'aboutissement de plusieurs années de recherche et permet aux différents laboratoires de participer à des études de validation internationales, de comparer leurs résultats et d'échanger des données sur les études de populations.

Probabilité de distinguer deux individus

Les allèles des différents marqueurs étant répartis au hasard dans la population, toutes les combinaisons de génotypes des différents marqueurs sont possibles et ont la même probabilité de se produire. On considère cependant qu’avec les microsatellites utilisés, la probabilité que deux individus aient exactement la même empreinte génétique est de 1 pour un milliard.

Qu'est-ce qu'un polymorphisme? Benoit Arveiler, Généticien

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