L’ADN (acide désoxyribonucléique) est présent dans toutes les cellules de l’organisme, à l’exception des hématies qui sont sans noyau, et peut être préservée dans différents types de tissus, il peut être récupéré dans les dents par exemple après la mort. Il a la même séquence dans toutes les cellules, à de rares mutations prêts, et surtout il est unique pour chaque personne. Ce qui en fait le marqueur idéal pour une identification.
En 1980, D. Botstein et son équipe furent les premiers à exploiter de petites variations de l’ADN entre des populations. C’est seulement en 1984 qu’Alec Jeffreys découvrit la possibilité d’appliquer l’étude de ces petites variations de l’ADN génomique (appelées RFLP pour Restriction Fragment Length Polymorphism) à l’identification des personnes. Cette nouvelle technique utilisant les RFLP prit le nom de « DNA fingerprint » ou « empreinte génétique ». Elle fut modifiée et adoptée par les laboratoires de criminalistique en 1985/1986 aux États-Unis et en Angleterre. Cette technique des RFLP permit à la biologie de faire ses preuves en tant que discipline criminalistique. Cependant elle possède quelques limites et requiert, notamment, de grandes quantités de matériel biologique de bonne qualité (donc un nombre très important de cellules bien conservées). Ces limites furent reculées grâce à l’avènement d’une technique en 1985/1986 qui permet de travailler sur de très faibles quantités d’ADN génomique (quelques nanogrammes) et qui tolère une relative dégradation du matériel biologique. Cette technique dite d’amplification génique ou PCR* (Polymerase Chain Reaction, une amplification exponentielle) permet donc de travailler sur des échantillons inaccessibles à la technique des RFLP : un cheveu, un timbre sur une enveloppe, une petite tache de sang, salive ou sperme, …
Il est de plus en plus facile de faire une purification d’ADN et de l ‘amplifier par PCR. La première analyse est la recherche du chromosome Y, spécifique aux mâles. La deuxième étape est le séquençage de l’ADN mitochondriale. Les mitochondries sont des organites cytoplasmiques, possédant une petite molécule d’ADN. Contrairement à l’ADN nucléaire qui provient de chacun des parent, l’ADN mitochondrial est hérité uniquement de la mère.
Les comparaisons des molécules d’ADN nucléaire ne nécessitent pas de déterminer la séquence complète mais d’utiliser des marqueurs spécifiques appelés : SNPs (simple nucleotide polymorphisme). Ces simples polymorphismes, qui n’influent pas nécessairement sur la séquence de la protéine, permettent d’identifier les allèles. Pour les organismes diploïdes, comme l’Homme, chacun des allèles provient de chacun des parents. L’exploitation des résultats d’analyse de l’ADN est facilité par les développements de la bioinformatique (matrice de comparaison) et des bases de données (Big data). L’identification des allèles de nombreux gènes permet de définir un portrait robot du criminel, couleur des yeux, corpulence, taille, origine ethnique, etc …
* La PCR (Polymerase Chain Reaction). Cette technique amplifie de petits fragments d’ADN, généralement compris entre cent et mille paires de bases. C’est la répétition d’un cycle composé de trois étapes : dénaturation de l’ADN par chauffage, hybridation d’amorces à l’ADN simple chaîne et synthèse de la chaîne complémentaire ; ce cycle est répété environ trente fois. Il s’agit donc d’une amplification exponentielle. En théorie, une molécule peut être amplifiée un milliard de fois (après trente cycles). Un cycle dure environ 2 à 3 minutes et nécessite des changements rapides de température, l’ADN polymérase qui copie l’ADN doit résister à des hautes températures. Cette technique, proposée initialement par Kary Mullis en 1986, n’a pu se développer que grâce à la conjonction de plusieurs éléments techniques : l’effet Peltier, la caractérisation de bactéries provenant de sources chaudes et le développement de la microélectronique. Jean-Baptiste Peltier a découvert que le passage d’un courant électrique dans deux conducteurs de métaux différents provoque un échauffement et un refroidissement à chacun des deux points de contacts entre les conducteurs (Effet Peltier, 1834). La Tacq polymérase a été initialement purifiée de Thermus aquaticus, bactérie découverte par Thomas Brock en 1969 dans les sources chaudes du parc Yellowstone. Cette technique a été popularisée par les recherches de paternité et par la police scientifique.