Concetti Chiave
- I microarray a DNA consentono di studiare migliaia di geni simultaneamente, permettendo un'analisi su larga scala dei genomi.
- La tecnica prevede l'uso di cDNA fluorescente derivato da mRNA, che si lega a sonde specifiche sui microarray per identificare geni attivi.
- Microarray aiutano a determinare quali geni sono attivi in specifiche cellule usando il processo di trascrizione inversa e rilevamento fluorescente.
- Il Caenorhabditis elegans è stato il primo organismo sequenziato con un numero di geni paragonabile a quello umano, dimostrando l'efficacia dei microarray.
- I microarray sono utilizzati per studiare le basi genetiche del cancro e altre malattie, e per valutare l'efficacia dei farmaci su cellule specifiche.
Indice
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
- Che cosa sono i microarray a DNA e come funzionano?
- Qual è il ruolo della trascrittasi inversa nei microarray a DNA?
- Qual è l'importanza del caenorhabditis elagans nella ricerca genetica?
- Quali sono le applicazioni dei microarray nel campo medico?
I microarray a DNA sono strumenti di laboratorio che permettono di studiare migliaia di segmenti di DNA contemporaneamente. Funzionano separando l'mRNA da una cellula, producendo cDNA fluorescente, e analizzando l'emissione di fluorescenza per determinare quali geni sono attivi.
La trascrittasi inversa è un enzima che converte l'mRNA in cDNA fluorescente, che viene poi utilizzato nei microarray per identificare i geni attivi legandosi a sonde complementari.
Il caenorhabditis elagans è stato il primo organismo sequenziato e ha un numero di geni quasi pari a quello degli esseri umani, rendendolo fondamentale per lo studio della genetica.
I microarray sono utilizzati per studiare le basi genetiche del cancro e delle malattie neuro-degenerative, oltre a comprendere i meccanismi d'azione dei nuovi farmaci su cellule specifiche.
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