Scoperte moderne nella genetica molecolare e tecnologie avanzate

Tecnologia del DNA ricombinante

Le nuove scoperte moderne nel campo della genetica molecolare sono state rese possibili soprattutto grazie all'intervento dalla tecnologia conosciuta come "tecnologia del DNA ricombinante". Questo procedimento prevede di unire un insieme di tecniche di laboratorio che consentono di isolare e tagliare brevi sequenze di DNA per poi successivamente trasferirle ed inserirle nel genoma di altre cellule in modo da modificarne uno o più geni. Con questa tecnica è dunque possibile identificare ed analizzare un gene, tagliare ed isolare un gene dalla molecola di DNA e quindi ottenere diversi segmenti, unire lo stesso gene ad un vettore costituito da DNA e infine anche trasferirlo nella cellula ricevente.

Enzimi di restrizione e difesa batterica

Alla base di questi studi si presenta la formidabile scoperta del microbiologo Smith, lui infatti ha individuato la presenza di un gruppo di enzimi che proteggono le cellule batteriche dalle infezioni virali, questo gruppo prende il nome solitamente di "Enzimi di restrizione". Molte specie batteriche si difendono dall'infezione dei fagi degradando il loro DNA, gli enzimi di restrizione riconoscono specifiche sequenze di DNA, chiamate "siti di restrizione" oppure "sequenze di riconoscimento". A livello di queste sequenze allora gli enzimi di restrizione vanno a tagliare la doppia elica, per questo infatti entrano nella categoria endonucleasi. Non vanno però mai a tagliare mai il DNA della cellula che li produce in quanto il batterio etichetta il proprio DNA con metilazione, aggiungendo un gruppo metile nel DNA batterico, effettuando tagli su entrambi i filamenti di DNA. I tagli prodotti si possono in due modalità precise: o tagli netti che lasciano delle estremità tronche ("blunt ends") oppure tagli con solamente con scarto di alcuni nucleotidi ("sticky ends").

Ricombinazione e sintesi del DNA

La presenza di queste estremità permette la ricombinazione di frammenti di DNA ma non è sufficiente per saldarli, è dunque necessario l'intervento di enzimi lingasi che ripristinano il legame fosfodiesterico tra due nucleotidi adiacenti. Un'altra attività per ottenere brevi segmenti di DNA è la trascittasi inversa, anche conosciuta semplicemente come TI. Come i retravirus utilizzano il proprio RNA come stampo per sintetizzare, grazie all'enzima trascittasi inversa una nuova catena di DNA. Allo stesso modo l'mRNA può essere stampo per "DNA complementare", poi usata per sintetizzare invece la seconda catena, il risultato è quello di una catena di DNA che presenta un filamento doppio.