INDICE pag. Presentazione... IX Ringraziamenti... XXIII Prefazione... XXV Introduzione... 1 Capitolo I IDENTIFICAZIONE GENETICA 1.1. Il concetto d identificazione... 9 1.2. L identificazione nella storia.... 19 1.3. Genetica e comportamento... 25 Bibliografia.... 31 Capitolo II BIOLOGIA ED EREDITARIETAv 2.1. Brevi cenni di biochimica. Introduzione... 35 2.1.1. Gli amminoacidi... 36 2.1.2. Le proteine.... 37 2.1.3. Gli acidi nucleici e la loro struttura.... 38 2.2. Cenni di biologia e genetica. Introduzione... 47 2.2.1. DNA degli organismi superiori... 48 2.2.2. Un DNA particolare: il cromosoma Y... 49 2.2.3. Un genoma particolare: il DNA mitocondriale... 50 2.2.4. L ereditarietà... 50 2.3. Lo studio della diversità. Introduzione... 54 2.3.1. Le teorie darwiniane.... 55 2.3.2. I caratteri individualizzanti... 56 2.3.3. Caratteri quantitativi e qualitativi... 57 2.4. La variabilità fenotipica... 63 2.4.1. Le impronte papillari... 63 2.4.2. Polimorfismi cromosomici... 67 2.4.3. Il sistema AB0... 69 2.4.4. Polimorfismi proteici.... 70
XVI Indice 2.5. La variabilità genetica: i polimorfismi del DNA... 71 2.5.1. Classificazione dei polimorfismi genetici... 75 2.5.1.1. Polimorfismi di sequenza.... 78 2.5.1.1.1. Polimorfismi nucleotidici semplici... 78 2.5.1.1.2. Sequenze Alu.... 80 2.5.1.2. Polimorfismi da enzimi di restrizione... 81 2.5.1.3. Polimorfismi di lunghezza... 84 2.5.1.3.1. Polimorfismi minisatellite... 85 2.5.1.3.2. Polimorfismi microsatellite... 86 2.5.1.3.2.1. Classificazione degli STR... 90 Bibliografia.... 95 Capitolo III LA METODOLOGIA IN GENETICA FORENSE Introduzione... 99 3.1. Rilievi e accertamenti... 103 3.2. Il sopralluogo.... 105 3.3. La repertazione... 108 3.4. Il laboratorio di genetica forense... 114 3.4.1. La fase descrittiva, dei prelievi e dei campionamenti... 115 3.4.1.1. L osservazione.... 117 3.4.1.2. La descrizione.... 118 3.4.1.3. La catalogazione... 119 3.4.1.4. I rilievi fotografici... 119 3.4.1.5. I prelievi.... 120 3.4.1.6. Le campionature... 122 3.4.2. La diagnosi di natura e di specie.... 123 3.4.3. L analisi del DNA.... 124 3.4.3.1. La reazione a catena della polimerasi... 126 3.4.3.2. Sequenziamento del DNA... 131 3.4.3.3. Elettroforesi... 132 3.4.3.4. Le strumentazioni... 139 3.4.3.4.1. Sequenziatori del DNA... 139 3.4.3.4.2. Elettroforesi capillare su microchip.... 143 3.4.3.4.3. Denaturing High Pressure Liquid Chromatography... 144 3.4.3.4.4. Spettrometria di massa... 144 3.4.3.4.5. Southern blotting... 145 3.4.3.4.6. Ibridazione allele specifica e reverse dot blotting... 146 Bibliografia.... 150 Capitolo IV LE APPLICAZIONI DELLA GENETICA FORENSE Introduzione... 153
Indice XVII 4.1. I microsatelliti autosomici: la scelta preferita dai genetisti forensi.. 153 4.2. I polimorfismi del cromosoma Y... 159 4.3. I polimorfismi del cromosoma X... 171 4.4. Il DNA mitocondriale... 175 4.4.1. Analisi del DNA mitocondriale in ambito identificativo forense... 178 4.4.2. Omoplasmia ed eteroplasmia nel DNA mitocondriale... 181 4.4.3. Il DNA mitocondriale e l evoluzione.... 185 4.5. La determinazione del sesso genetico... 186 Bibliografia.... 188 Capitolo V APPLICAZIONI INVESTIGATIVE DELLA GENETICA FORENSE Introduzione... 193 5.1. Le indagini indirette... 194 5.2. La genetica dell apparenza... 195 5.3. Il gruppo sanguigno AB0... 197 5.4. La relazione parentale... 198 5.5. La ricerca nei database di DNA.... 200 5.6. Profilo del cromosoma Y... 202 5.7. Profilo del DNA mitocondriale... 205 5.8. La provenienza geografica... 206 5.9. Il profilo del cromosoma Y e il cognome... 208 Bibliografia.... 208 Capitolo VI DAL DATO BIOLOGICO ALL INTERPRETAZIONE STATISTICA 6.1. Genetica di popolazione per valutazioni forensi. Introduzione.... 211 6.1.1. La prima legge di Mendel.... 213 6.1.2. Il modello di popolazione di Hardy-Weinberg... 215 6.1.2.1. Principali risultati ottenuti dal modello di Hardy- Weinberg... 216 6.1.2.2. Calcolo della probabilità dei genotipi a partire da quelle degli alleli.... 217 6.1.2.3. Dimostrazione dell equilibrio di Hardy-Weinberg.. 219 6.1.2.4. Calcolo della probabilità dei genotipi per loci con più di due alleli.... 219 6.1.2.5. Alcuni approfondimenti relativi alla legge di Hardy-Weinberg... 220 6.1.3. Popolazioni e sub-popolazioni... 224 6.1.4. Linkage equilibrium... 226 6.1.4.1. Verifica delle assunzioni necessarie all adozione del modello di Hardy-Weinberg... 227
XVIII Indice 6.1.5. Deviazioni dalla legge di Hardy-Weinberg.... 231 6.1.5.1. Possibili deviazioni da H-W mantenendo l assunzione di popolazione infinita... 232 6.1.5.2. Rilascio dell assunzione di popolazione infinita in H-W... 234 6.2. Elementi essenziali di calcolo delle probabilità per la valutazione di evidenze forensi... 238 6.2.1. Variabili aleatorie osservabili e non osservabili... 239 6.2.2. Principali definizioni di probabilità... 240 6.2.3. Gli assiomi della probabilità... 242 6.2.4. Operazione di marginalizzazione... 245 6.2.5. Teorema delle probabilità condizionate... 246 6.2.6. Scomposizione di una congiunta... 248 6.2.7. Teorema di Bayes... 250 6.2.8. Rappresentazione di un insieme di variabili aleatorie tramite una rete bayesiana o un sistema esperto probabilistico... 254 6.3. La ricerca del legame di filiazione. Introduzione.... 260 6.3.1. Elementi di base per l identificazione... 260 6.3.2. La valutazione probabilistica delle evidenze... 262 6.3.2.1. Esempio 1.... 264 6.3.2.2. Esempio 2.... 269 6.3.3. Metodi alternativi di calcolo della probabilità dell evidenza. 272 6.3.3.1. Approccio algebrico... 272 6.3.3.2. Approccio basato sulle reti bayesiane... 274 6.4. L identificazione a fini criminalistici. Introduzione.... 278 6.4.1. Indagini dirette: una traccia e un sospetto, ambedue osservati.... 279 6.4.1.1. Esempio 1.... 281 6.4.1.2. Esempio 2.... 283 6.4.2. Indagini indirette: una traccia un sospetto, quest ultimo non osservato... 285 Bibliografia.... 287 Capitolo VII LA NORMATIVA 7.1. Il concetto di prova... 291 7.1.1. La prova in ambito scientifico.... 293 7.1.2. La prova in ambito giudiziario... 294 7.1.3. La comunicazione della scienza.... 297 7.1.4. Il ruolo dell esperto nella formazione della prova... 299 7.1.5. La «buona scienza».... 300 7.1.6. Il ruolo del giudice... 302 7.1.7. L approccio probabilistico... 305 7.1.8. Oggettività della prova... 310 7.1.9. I criteri di valutazione della prova... 311
Indice XIX 7.2. Il consulente tecnico. Introduzione... 317 7.2.1. La figura del consulente tecnico... 318 7.2.1.1. L albo dei consulenti... 320 7.2.1.2. Le incompatibilità... 322 7.2.1.3. L obbligatorietà... 323 7.2.1.4. Il giuramento... 323 7.2.1.5. Gli ausiliari.... 324 7.2.1.6. L attività... 324 7.2.1.7. La relazione finale... 325 7.2.2. Il consulente tecnico nel rito civile... 326 7.2.3. Il consulente tecnico nel rito penale... 326 7.2.4. Il consulente tecnico della difesa.... 328 7.3. La situazione legislativa italiana in tema indagini di paternità... 334 7.4. La situazione legislativa italiana sulle indagini per l identificazione criminale. Introduzione.... 344 7.4.1. L assicurazione delle fonti di prova... 345 7.4.2. La persona sottoposta ad indagini... 347 7.4.3. Il prelievo ematico... 349 7.4.4. I campioni biologici abbandonati.... 356 7.4.5. Il prelievo coattivo... 360 7.4.6. Accertamenti e rilievi... 365 7.4.7. Il consenso... 367 7.4.8. Il trattamento dei dati personali... 369 7.4.9. I dati genetico-forensi e il consenso... 370 7.4.10. Il trattamento dei dati genetico-forensi... 374 7.4.11. Sanzioni... 375 7.5. La qualità in genetica forense. Introduzione... 377 7.5.1. Le società di genetica forense in Europa.... 380 7.5.2. Le norme ISO... 383 7.6. I database di DNA. Introduzione... 402 7.6.1. Aspetti generali... 403 7.6.2. Il database americano (CODIS)... 409 7.6.3. La situazione in Europa... 413 7.6.4. Considerazioni ulteriori sui database del DNA... 417 7.6.5. La situazione italiana... 422 Bibliografia.... 429 Capitolo VIII I LIMITI DELLA GENETICA FORENSE Introduzione... 437 8.1. DNA antico e DNA forense... 437 8.1.1. Ruolo dell integrità del templato nella fedeltà della reazione dipcr... 439 8.1.2. La contaminazione... 441 8.2. Profili genetici instabili.... 445 8.3. Le analisi sugli oggetti toccati... 452
XX Indice 8.4. I protocolli eterogenei... 456 8.5. La falsa attribuzione del sesso genetico... 458 8.6. Le eccezionalità in genetica forense... 459 8.6.1. Gli accertamenti genetico-forensi su DNA estratto da tessuti tumorali... 459 8.6.2. Profili genetici con un numero di alleli diverso rispetto all atteso... 460 8.6.2.1. Gli alleli nulli... 460 8.6.2.2. Profili con più alleli... 461 8.6.2.3. Le disomie parentali... 462 8.7. La doppia identità... 463 8.8. Le mutazioni... 465 Bibliografia.... 467 Capitolo IX L USO IMPROPRIO DELLA GENETICA FORENSE 9.1. Presentazione dei risultati nelle corti di giustizia: alcuni possibili fraintendimenti. Introduzione... 471 9.1.1. Possibili alternative circa la presentazione dei risultati di un match... 472 9.1.1.1. L Argomento dell accusa... 473 9.1.1.2. L Argomento della difesa... 475 9.1.2. Valutazione dei risultati di una ricerca in un database... 477 9.2. La prova scientifica presentata da esperti incompetenti.... 482 9.3. Il programma Innocence Project.... 487 Bibliografia.... 497 ALLEGATI 1. Unità di misura... 501 2. Esempi di relazioni di genetica forense.... 502 Appendice A... 502 Appendice B... 511 3. Considerazioni da parte del gruppo europeo DNA profiling (ED- NAP) che riguardano la nomenclatura di STR... 521 4. Raccomandazioni DNA - ulteriore rapporto della Commissione DNA dell ISFH che riguarda l uso dei sistemi STR... 531 5. Commissione DNA della International Society of Forensic Genetics: raccomandazioni per l analisi forense in cui vengono impiegati STR del cromosoma Y.... 536 6. Commissione DNA della International Society for Forensic Genetics: linee guida per la tipizzazione del DNA mitocondriale.... 545 7. Commissione per i Test di Paternità della International Society of Forensic Genetics: raccomandazioni per ricerche genetiche in casi di paternità... 554
Indice XXI 8. Comitato nazionale per la biosicurezza e le biotecnologie. Gruppo di lavoro Biosicurezza componenti EX DPCM 3 marzo 2004 - Documento finale 18.04.2005... 578 Glossario... 607 Indice analitico-alfabetico... 615