Tecniche di ibridazione per l'identificazione genetica e l'espressione dei geni

Identificazione e espressione dei geni

Dopo che si è identificato un gene, risulta spesso importante cercare di capire in quali tessuti del corpo viene espresso o se il gene ha una mutazione responsabile di una determinata malattia. Questi studi possono essere affrontati utilizzando la tecnica dell’ibridazione degli acidi nucleici, che sfrutta una proprietà fondamentale del DNA: l’appaiamento tra filamenti con sequenze nucleotidiche complementari.

Processo di denaturazione e rinaturazione

I due filamenti di una doppia elica restano uniti grazie ai legami a idrogeno tra le basi; si tratta di legami deboli che si rompono facilmente (denaturazione) riscaldando la molecola a 90 °C. Un trattamento ad alte temperature separa le due catene senza compromettere i legami covalenti che uniscono l’uno all’altro i nucleotidi di ogni singolo filamento. Se si abbassa progressivamente la temperatura, i filamenti riformano i legami a idrogeno e si ricostituisce la doppia elica; questo processo prende il nome di rinaturazione o ibridazione. Qualsiasi filamento singolo di acido nucleico (RNA o DNA) può essere ibridato con un altro filamento singolo, purché essi abbiano sequenze complementari: si formano così ibridi DNA/DNA, RNA/RNA o misti DNA/RNA.

Utilizzo delle sonde per l'ibridazione

Questo principio fornisce la base a tecniche di ibridazione estremamente sensibili, che permettono di rilevare la presenza di sequenze specifiche di DNA o di RNA. Le sequenze complementari al segmento che si vuole identificare, dette sonde, vengono sintetizzate in laboratorio e rese fluorescenti con sostanze specifiche o marcate con un isotopo radioattivo. Dopo aver denaturato con il calore il DNA, questo viene miscelato con la sonda; questa a sua volta va a ibridarsi con la sequenza complementare, che può essere così individuata.