Concetti Chiave
- L'elettroforesi su gel utilizza il gel di agarosio per separare i frammenti di DNA in base alla loro dimensione attraverso un campo elettrico.
- I frammenti di DNA, caricati negativamente, migrano verso il polo positivo del campo elettrico, con le molecole più piccole che si spostano più velocemente.
- La Reazione a Catena della Polimerasi (PCR) consente la replicazione automatica di sequenze di DNA tramite cicli di riscaldamento e raffreddamento.
- La PCR utilizza una DNA polimerasi termoresistente proveniente dal batterio Thermus aquaticus, che sopravvive a temperature elevate.
- Il processo di PCR include denaturazione, aggiunta di primer e sintesi di nuovi filamenti di DNA complementari.
Elettroforesi su gel
L’elettroforesi su gel permette di separare i frammenti di DNA dopo il taglio degli enzimi di restrizione utilizzando un gel ricavato da alcuni tipi di alghe, chiamato agarosio.
Esso è posto in uno stampo di forma rettangolare, fornito di alcune cavità chiamate pozzetti, entro i quali viene deposta una miscela di frammenti di restrizione. A questo punto si applica al gel un campo elettrico.
Indice
Funzionamento dell'elettroforesi
A pH neutro il DNA è carico negativamente grazie alla presenza dei gruppi fosfato: i frammenti di DNA vengono quindi attratti verso il polo positivo del campo elettrico.
L’agarosio funziona da setaccio permettendo alle piccole molecole di migrare più velocemente rispetto a quelle più grandi.Applicazioni dell'elettroforesi
Dopo un certo tempo si interrompe la corrente elettrica e si esamina la distanza percorsa dai frammenti.
Grazie a questo procedimento si può esaminare la dimensione dei singoli frammenti, accertare la presenza di determinate sequenze di DNA e prelevare dalla porzione di gel corrispondente alla zona che contiene il frammento cercato, il frammento stesso allo stato puro.
Reazione a catena della polimerasi
Reazione a catena della polimerasi
In laboratorio è possibile produrre copie multiple di una sequenza di DNA.
La Reazione a Catena della Polimerasi, o PCR, è una tecnica che automatizza questo processo.
Essa si sviluppa ciclicamente: i filamenti di DNA a doppia elica sottoposti a riscaldamento si separano in filamenti singoli (denaturazione); alla soluzione viene aggiunto un breve primer artificiale, insieme ai quattro desossiribonucleosidi trifosfati e alla DNA polimerasi; quest’ultima catalizza la riproduzione di nuovi filamenti complementari.
Scoperta del Thermus aquaticus
La denaturazione consiste nel riscaldare il DNA a più di 90°C, una temperatura che però distrugge la DNA polimerasi. Gli studiosi hanno scoperto in alcuni geyser un batterio chiamato Thermus aquaticus, capace di sopravvivere a temperature fino a 95°C grazie ad un apparato metabolico termoresistente completo di una DNA polimerasi che non si denatura ad alte temperature. Questa DNA polimerasi iniziò ad essere utilizzata nella PCR.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo dell'agarosio nell'elettroforesi su gel?
- Come si ottengono copie multiple di una sequenza di DNA in laboratorio?
- Qual è la caratteristica della DNA polimerasi del batterio Thermus aquaticus che la rende utile nella PCR?
L'agarosio funziona da setaccio, permettendo alle molecole più piccole di migrare più velocemente rispetto a quelle più grandi durante l'elettroforesi su gel.
Si ottengono tramite la Reazione a Catena della Polimerasi (PCR), che automatizza il processo di replicazione del DNA attraverso cicli di denaturazione, annealing e estensione.
La DNA polimerasi del Thermus aquaticus è termoresistente e non si denatura ad alte temperature, rendendola ideale per l'uso nella PCR.
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