¿Existe un tramo mínimo conocido de ADN que pueda distinguir a dos personas en el mundo?

Esto es lo que dicen los datos. El gobierno del Reino Unido debe haber tenido alguna evidencia científica cuando se decidió por 10 secciones del genoma de longitud variable para su base de datos, SGM+. En una de esas secciones variables, algunas personas tienen 10 repeticiones de CTTT, otras tienen 11, otras tienen 12, etc. El mayor de esos fragmentos, en su longitud máxima, tiene alrededor de 350 pares de bases. El gobierno de los EE. UU. usa 13 de estas secuencias de longitud variable para su base de datos de la CIA, llamada CODIS. A ambos lados del Atlántico, unos 3-4 mil pares de bases fueron juzgados suficientes, con cierto margen de seguridad, por los genetistas más avanzados del mundo, trabajando con dinero público.

El problema es que estas secuencias de longitud variable son inconexas, por lo que terminas requiriendo mucho más de 4000 pb. Si necesita estos marcadores en la misma hebra de ADN (cromosoma), debe espaciarlos 50 centimorgans, distancia a la que se recombinan de forma independiente. Pero según http://www.sciencemag.org/site/feature/data/genomes/265-5181-2094.pdf , el cromosoma más largo solo tiene 350-400 centimorgan. Significa que no puede obtener 10 secuencias de ADN independientes en un cromosoma humano, aunque sea el más largo.

Predigo que no existe tal extensión continua de ADN, que distinguiría a dos no gemelos. Dado que es mucho mejor usar múltiples cromosomas en la toma de huellas dactilares de ADN, dudo que encuentre datos experimentales más relevantes.

Cuando diseñamos cebadores de PCR, normalmente usamos una longitud mínima de 20 bases, porque la probabilidad de que aparezca una secuencia de N bases al azar es$\frac{1}{4^N}$, y$\frac{1}{4^{20}}$es aproximadamente 9x$10^{-13}$, o alrededor de 1 en un billón. Dado que el genoma humano tiene un poco más de 3 mil millones de bases, una secuencia de 20 bases debería aparecer solo una vez. Sin embargo, la mayor parte del ADN de un individuo no es aleatorio, es heredado de sus padres, y ellos obtuvieron el suyo de sus padres, etc. Para resumir, no hay mucho ADN único en una persona determinada. La singularidad solo es visible a gran escala, tienes la mitad de tu ADN de tu padre y la otra mitad de tu madre. También lo haría cualquiera de tus hermanos, pero el ADN específico que obtuvieron de cada padre sería diferente al tuyo.

Creo que podemos calcular las probabilidades de obtener un conjunto específico de cromosomas de uno de los padres. Si hay 23 pares de cromosomas, entonces la probabilidad de obtener cualquier conjunto dado debe ser$\frac{1}{2^{23}}$, dado que tenemos 2 padres, las probabilidades de obtener su conjunto específico de ADN son$(\frac{1}{2^{23}})^2$, que es aproximadamente 1 en 70 billones. Entonces, las probabilidades de que tengas un gemelo no idéntico que tenga el mismo ADN que tú son muy bajas. Pero cualquier secuencia de 20 bases debería tener un 50% de probabilidad de aparecer en ti y en el hermano.

Pero si observamos 2 20 secuencias de bases de ADN en usted y su hermano, y cada una tenía un 50 % de probabilidad de aparecer, entonces la probabilidad de que ambas secuencias aparezcan en ambos es del 25 %. Si le sumamos un tercio, pasa al 12,5%, y así sucesivamente. Si hay 7 mil millones de humanos en la tierra, necesitamos una probabilidad de menos de 1 en 7 mil millones, y$2^{33}$es de aproximadamente 8.600 millones, por lo que si observa 33 sitios diferentes en el genoma, debería poder diferenciarlo de todos los humanos en el planeta

Por cierto, ¿hice bien los cálculos? No soy un mago matemático y podría haber cometido un error en mis cálculos de probabilidad. También asumí que la tasa de mutación espontánea y las tasas de cruce son lo suficientemente bajas como para ignorarlas, pero ambas servirían para hacer que su ADN sea un poco más único.