Concetti Chiave
- L'evoluzione delle tecniche di laboratorio ha permesso di passare dallo studio di un singolo gene all'analisi simultanea di migliaia di geni o interi genomi grazie ai microarray.
- Il processo di analisi del cDNA inizia con la separazione dell'mRNA da una cellula, seguito dalla produzione di cDNA fluorescente per identificare i geni attivi.
- La trascrittasi inversa è fondamentale per convertire l'RNA in cDNA, che viene successivamente utilizzato nei microarray per rilevare i geni attivi.
- Il Caenorhabditis elegans, un ematode di un millimetro, è un organismo modello importante per studiare le basi genetiche di malattie come il cancro e le malattie neuro-degenerative.
- I microarray consentono di analizzare come i nuovi medicinali influenzano specifiche cellule, fornendo informazioni sui meccanismi d'azione a livello genetico.
Qual è l'evoluzione delle tecniche di laboratorio?
L’indagine ha preso piede nel 1926 fino ai nostri giorni (prima gli studiosi studiavano un gene alla volta, adesso con questa tecnica di laboratorio si riescono a studiare a migliaia o addirittura un intero genoma alla volta).
I microarray contengono migliaia di segmenti di DNA disposti sulla griglia su un supporto di vetro o di silicio (entra nella mano dell’esaminatore..) sormontata da una griglia metallica molto fitta. I microarray permettono di esaminare vari segmenti di DNA contemporaneamente. Come si procede?
Processo di analisi del cDNA
All’inizio si procede con la separazione di mRNA prodotto, da una particolare cellula qualunque di cui si vuole fare l’esperimento. Attraverso questa tecnica può esaminare in quel momento, in quella cellula, quali geni lavorano e quali sono silenti.
Produzione di cDNA (complementare del DNA) fluorescente a partire da mRNA.
I cDNA vengono successivamente aggiunti ai microarray,
Si sciacquano e si levano tutti i cDNA non legati
Si effettua l’analisi dell’emissione di fluorescenza
Vediamo quindi come si effettua.
Partendo dalle cellule, l’analizzatore vede quali geni sono attivi sulla cellula (i geni non sono attivi tutti in tutte le cellule). Da queste cellule vengono estratti gli mRNA prodotti dalle cellule con conseguente fatto che alcuni geni sono necessariamente attivi. A questo punto, a questi mRNA vengono addizionati tramite la trascrittasi inversa e dei nucleotidi fluorescenti.
Utilizzo della trascrittasi inversa
La trascrittasi inversa è utilizzata ad esempio dall’AIDS, ed è un enzima che fa lavorare in modo opposto -> a partire dallo RNA si forma il DNA, in questo caso cDNA. il cDNA che è fluorescente viene separato e messo in uno dei pozzetti del microarray. In questi pozzetti viene messo una griglia in cui il biologo molecolare mette una serie infinita di geni, in cui vi si trovano delle sonde chiamate DNA sonda costituito da una sola elica. Viene messa questa griglia sopra e il cDNA fluorescenti se trovano delle sonde complementari si legano; se il cDNA non trova delle sonde complementari non si lega con nessuna. Successivamente viene fatto il lavaggio con il quale rimangono solo il cDNA complementari e quindi vedendolo al microscopio si vedono quali geni sono attivi e quali invece non lavorano.
Il caenorhabditis elagans
Caenorhabditis elegans e applicazioni
Il Il caenorhabditis elagans, è un ematode che vive nel terreno è lungo un millimetro, ed è il primo organismo che è stato sequenziato constatando che ha un numero enorme di geni, quasi quanto quello degli esseri umani.
Tramite i microarray si studia le basi genetiche del cancro, legato dalla disattivazione/attivazione dei geni, m anche per malattie neuro-degenerative. Tramite i microarray si può capire anche qual è il meccanismo che si attua da parte dei nuovi medicinali su delle cellule mirate.
Domande da interrogazione
- Qual è l'evoluzione delle tecniche di laboratorio nel campo della genetica?
- Come avviene il processo di analisi del cDNA?
- Qual è il ruolo della trascrittasi inversa nella produzione di cDNA?
- Quali sono le applicazioni del Caenorhabditis elegans nella ricerca genetica?
L'indagine genetica è evoluta dal 1926, passando dallo studio di un singolo gene alla possibilità di analizzare migliaia di geni o addirittura un intero genoma contemporaneamente grazie all'uso dei microarray.
Il processo inizia con la separazione dell'mRNA da una cellula, seguito dalla produzione di cDNA fluorescente tramite trascrittasi inversa. I cDNA vengono poi aggiunti ai microarray per analizzare quali geni sono attivi nella cellula.
La trascrittasi inversa è un enzima che converte l'RNA in DNA, formando cDNA fluorescente. Questo cDNA viene poi utilizzato nei microarray per identificare geni attivi attraverso il legame con sonde complementari.
Il Caenorhabditis elegans è utilizzato per studiare le basi genetiche di malattie come il cancro e le malattie neuro-degenerative, grazie alla sua vasta quantità di geni e alla possibilità di analizzare i meccanismi d'azione di nuovi medicinali.
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