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À la rencontre des sciences médico-légales

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ADN

 Ressources / ADN

ADN : structure et fonction

L’ADN, abrégé pour acide désoxyribonucléique, est une molécule qui renferme le code génétique de chaque organisme.  Tout comme les plans d’un architecte, l’ADN comprend les instructions essentielles à la construction des cellules et à la régulation de leurs fonctions.

En termes de structure, l’ADN consiste en deux longs brins faits de plus petites molécules appelées nucléotides et liées ensemble afin de former une échelle en spirale nommée double-hélice (voir photo).  Tout nucléotide contient une molécule de phosphate, une molécule de sucre et une des quatre bases : adénine (A), cytosine (C), guanine (G) ou thymine (T).  Chaque base est liée à une base complémentaire située du côté opposé (A avec T, C avec G) ce qui permet de former les échelons de l’échelle.  Le génome humain a approximativement trois milliards de ces paires de bases et c’est leur séquence qui régule la manière dont l’information enregistrée est exprimée dans nos gènes. 

Les cellules contiennent de l’ADN nucléaire et de l’ADN mitochondrial.  L’ADN (ADNn) se retrouve dans le centre de contrôle d’une cellule : le noyau. Cet ADN contient tout le bagage génétique d’un individu stocké à l’intérieur de vingt-trois paires de chromosomes. L’ADN mitochondrial (ADNmt) fait référence à l’ADN circulaire qui se retrouve seulement à l’intérieur de structures appelées mitochondries qui génèrent l’énergie des cellules.

L’ADN nucléaire et celui mitochondrial diffèrent d’importantes façons. Alors que chaque cellule contient seulement une copie d’ADN nucléaire, elle peut contenir plus de 10 000 copies d’ADN mitochondrial. De plus, l’ADN nucléaire est une combinaison des gènes des deux parents, alors que l’ADN mitochondrial est hérité seulement de la mère.

Analyses de l’ADN

Comme pour les empreintes digitales, chaque individu possède sa propre unique séquence d’ADN. Lorsqu’un enquêteur médicolégal tente d’identifier un individu, il crée un profil génétique – un ensemble de valeurs numériques qui sont exclusives à cette personne. Pour ce faire, l’ADN est premièrement extraite d’un élément de preuve. Une technique connue sous le nom de réaction en chaîne par polymérase en temps réel (PCR) est ensuite utilisée pour détecter et quantifier la quantité d’ADN présente. Des copies exactes de segments spécifiques de l’ADN sont faites à partir d’un processus appelé « amplification ». Une autre technique appelée « électrophorèse sur gel » sépare les différents segments de l’ADN en fonction de la taille. L’échantillon est recherché pour les zones spéciales de l’ADN qui se répètent. Bien que les humains partagent 99% de leur ADN, ces segments particuliers, appelés répétitions courtes en tandem (Short Tandem Repeats : STR), sont hautement variables d’un individu à l’autre.  Étant donné que chaque personne hérite de gènes différents provenant de ses deux parents, tous les individus ont une série particulière de marqueurs STR.  Par conséquent, la possibilité que deux personnes sans lien de parenté possèdent la même structure est très faible. Ainsi, les « profils » ADN peuvent être utilisés au cours d’un processus d’identification.

L’identification du sexe prend une part importante dans la création d’un profil ADN. Pour déterminer le sexe à partir de l’ADNn, les analystes utilisent le fait que les individus de sexe féminin ont deux chromosomes X et que les individus de sexe masculin ont un chromosome X et un chromosome Y pour cibler les gènes qui diffèrent entre les hommes et les femmes. Les trois techniques les plus utilisées pour l’identification du sexe dans les enquêtes médicolégales ciblent le gène SRY, le gène amélogénine ou les séquences répétitives sur le chromosome Y (Y-STR).

Le gène SRY est responsable du développement du sexe masculin chez un fœtus. Ainsi, sa présence suggère que l’individu est de sexe masculin, tandis que son absence suggère plutôt le sexe féminin. La technique du gène amélogénine cible un gène qui se trouve autant sur le chromosome X que sur le chromosome Y. La séquence de ce gène est plus longue chez l’homme que chez la femme et une fois visualisée, la longueur peut être utilisée pour déterminer le sexe d’un individu. La technique Y-STR cible spécifiquement les séquences répétitives d’ADN sur le génome nucléaire.  La technique Y-STR cherche des courtes répétitions d’ADN sur le chromosome Y qui n’est présent que chez les hommes.  Étant donné que les hommes ont hérité de leurs pères cette portion de leur chromosome Y, cette technique peut aussi être utilisée pour effectuer des tests de paternité.

L’ADN mitochondrial peut aussi être utilisé pour explorer les liens familiaux, mais parce qu’il est passé exclusivement par la mère à l’enfant, il ne retrace que la lignée maternelle. Le plus grand nombre de copies présent dans l’ADNmt permet ainsi qu’une plus grande quantité d’ADN soit récupérée à des fins d’analyse, rendant l’ADN mitochondrial particulièrement utile pour l’analyse de matériel dégradé ou endommagé.

Détérioration de l’ADN

La détérioration se définit comme étant la décomposition ou la destruction des structures des cellules après la mort. Puisque l’ADN est contenu dans la cellule, l’exposition des tissus à l’environnement, le feu, l’eau ou à des produits chimiques peut mener éventuellement à la décomposition physique des brins d’ADN ou à l’altération de sa structure chimique.  Ces changements peuvent mener à des attributions erronées de paires de bases et à la mauvaise identification d’une espèce ou d’un individu.  Si un échantillon s’est dégradé, les responsables des analyses ADN doivent être particulièrement prudents afin de s’assurer qu’ils testent le bon matériel.  Il est important que les échantillons soient collectés et extraits en évitant toute contamination.  Étant donné que tout le monde a de l’ADN, si un échantillon est manié négligemment, l’ADN n’appartenant pas à l’échantillon ciblé (comme par exemple celui d’un policier) pourrait être détecté à sa place.  Il pourrait alors en résulter la création d’un faux profil.  De plus, toute analyse doit être répétée plus d’une fois afin de contrôler l’influence d’éventuels changements chimiques.  Dans l’ensemble, les équipements d’analyse ADN doivent être extrêmement propres et suivre des protocoles stricts pour s’assurer que les résultats obtenus soient justes et précis.

Amplification de l’ADN

Afin de maximiser la quantité d’ADN prélevé sur un échantillon dégradé, des copies supplémentaires de l’ADN doivent souvent être fabriquées. Ce processus est appelé l’amplification de l’ADN. Une réaction en chaîne par polymérase (RCP) est une méthode artificielle de duplication d’ADN dont le procédé est similaire à celui de la réplication cellulaire normale.  Pour effectuer une RCP, un échantillon d’ADN doit être combiné avec un enzyme, un apprêt et d’autres produits chimiques.  La solution est ensuite chauffée afin d’activer l’enzyme et de séparer le double brin d’ADN.  Lorsqu’un nouveau brin d’ADN se détache de l’ADN original, l’apprêt et l’enzyme utilisent les nucléotides libres afin de reproduire une région spécifique.  Le réchauffement et refroidissement répété de la réaction fait en sorte que l’ADN se sépare et se réplique et ce processus complet se répète à nouveau.  Dans les cycles suivants, les apprêts vont cibler les brins d’ADN originaux tout comme les brins récemment reproduits.  De cette manière, des milliers de copies de petits segments d’ADN peuvent être produits simultanément.  En fonction du niveau de détérioration de l’échantillon, entre 30 et 60 répétitions sont nécessaires afin de reproduire suffisamment d’ADN pour les analyses.

Base de données ADN

Aussi performantes que sont les analyses de l’ADN, un profil ADN ne peut cependant pas identifier un individu à lui seul. Le profil d’un individu inconnu doit être comparé avec de l’ADN prélevé sur une source connue afin de pouvoir faire une identification positive. Pour faciliter une identification efficace et rapide, plusieurs pays maintiennent désormais des bases de données accessibles à la recherche contenant un grand nombre de profils ADN.  Lorsqu’un nouveau profil est entré dans le système, il est comparé à tous les autres profils et s’il y a une concordance, le système calcule alors le degré de signification statistique du résultat.

Le service de coroners de la Colombie-Britannique entretient une de ces bases de données. Les profils ADN générés à partir de restes non-identifiés à l’intérieur de la province sont enregistrés et comparés aux profils ADN provenant d’autres restes non-identifiés ou aux profils ADN fournis par des proches de personnes disparues.

La banque nationale de données ADN d’Ottawa entretient deux bases de données ADN médicolégales : le Registre des délinquants condamnés (Convicted Offenders Index : COI) et le Registre des scènes de crime (Crime Scene Index : CSI).  La base de données COI comprend les profils ADN des contrevenants reconnus coupables de certains crimes commis à l’intérieur du Canada alors que la base de données CSI contient des profils ADN émis à partir de preuves trouvées sur des scènes de crimes ou sur des victimes.  La base de données CSI contient uniquement de l’ADN provenant d’un suspect potentiel.  Aucun échantillon connu ou profil de victime y sont inclus.  Une fois que le profil ADN d’un suspect est entré dans la base de données CSI, il peut être comparé avec tous les profils de contrevenants arrêtés au Canada et enregistrés dans la base de données COI ou avec d’autres profils ADN contenus dans la base de données CSI.  Ceci permet alors de vérifier si le même suspect a laissé des traces d’ADN sur d’autres scènes de crime ailleurs au Canada.

Les États-Unis d’Amérique ont une base de données similaire appelée Système de Registres ADN Combinés (Combined DNA Index System : CODIS) qui est entretenu par le Bureau Fédéral d’Investigation (Federal Bureau of Investigation).

« Cold Case »

Les progrès dans la recherche sur l’ADN et l’expansion des bases de données ADN comme celles mentionnées auparavant ont été particulièrement utiles dans la résolution des « cold case ». Un « cold case » est un terme anglais utilisé dans le milieu judiciaire qui fait référence à un crime ou à un accident n’ayant pas encore été résolu, mais qui n’est plus actuellement sous enquête.  Ces cas remontent parfois de quelques années seulement, ou retournent à plus de 100 ans en arrière. Ils impliquent soit un crime, tel un meurtre, un accident comme un écrasement d’avion ou l’identification de soldats disparus lors d’une guerre ou d’un conflit.  Les enquêteurs sont encouragés à rouvrir des « cold case » avec l’avènement de nouvelles technologies ou lorsque de nouvelles informations deviennent disponibles. Par exemple, un « cold case » peut être rouvert parce que les membres de la famille vivante ont finalement été retrouvés et des analyses d’ADN peuvent être faites afin d’identifier la victime – parfois jusqu’à quelques décennies après la disparation de cette dernière. De la même façon que la découverte de restes humains provenant d’un écrasement d’avion peut faire en sorte qu’un dossier non-résolu soit rouvert. Dans ces deux situations,  les preuves provenant d’un « cold case » sont étudiées à nouveau dans l’espoir d’identifier la victime ou de déterminer la cause de sa mort afin que le dossier soit finalement fermé.

Autres applications sur l’ADN

En plus des cas médicolégaux humains, les analyses d’ADN sont de plus en plus utilisées pour résoudre des crimes impliquant la faune. Plusieurs pays ont des lois qui protègent les espèces en voie d’extinction afin d’éviter qu’elles ne soient chassées ou trappées. Cependant, certains peuvent tout de même essayer d’acheter et de vendre des parties de ces animaux comme souvenirs de touristes, trophées de chasse ou pour des fins médicinales. Par conséquent, les agents de la faune doivent être capables d’identifier les espèces en danger et les distinguer de celles qui peuvent être chassées légalement. Cela peut s’avérer difficile si seulement une partie de l’animal est retrouvée ou a été transformée pour des fins médicinales ou transformer en bijoux et parures. Dans ces cas, l’ADN peut être utilisée pour identifier l’espèce, et même parfois, aider à déterminer la région géographique d’où provient l’animal. Il est même possible avec la technologie actuelle de trouver une correspondance pour de très petites quantités de matériel ou pour des échantillons dégradés. Comme dans les cas d’analyses médicolégales humaines, les résultats d’ADN sur la faune peuvent être utilisés en cour pour condamner une personne coupable d’activité illégale.

L’écriture du rapport

Un rapport est une description formelle d’un évènement ou d’une enquête. Un rapport médico-légal explique tout ce que les enquêteurs ont réalisé, de quelle manière ils l’ont réalisé, et ce qu’ils pensent être les meilleures interprétations possibles. Il est très important car il doit être en mesure d’expliquer les résultats d’une enquête à un juge et potentiellement à un jury, et ces personnes n’ont ni assisté au crime, ni à l’enquête. Il n’existe pas de protocole précis pour la rédaction d’un rapport médico-légal au Canada, mais les scientifiques doivent aborder les points suivants:

  • Le résumé du rapport
  • Le contexte de l’enquête (comment l’auteur s’est retrouvé impliqué dans l’enquête)
  • Les qualifications de l’auteur (ce qui lui permet d’être considéré comme une autorité sur le sujet)
  • Les matériels, méthodes et limites (quel travail a été réalisé, comment et pourquoi, et les problèmes rencontrés pour approfondir l’enquête et/ou l’analyse)
  • Les résultats (ce que les indices impliquent)
  • L’interprétation des résultats (ce que les indices signifient)
  • Les conclusions (un deuxième court résumé du rapport qui rappelle les découvertes et leur importance)
  • La bibliographie (quelle ont été les sources d’information utilisées : littérature professionnelle, interviews, etc.).