Biologia molecolare - polimorfismi del DNA

Polimorfismi del DNA

SNP (single nucleotide polymorfism)

ATGTTGAAGTTCAAGAATTCTGTGCGGAAC
------ATGTTGAAGTTCAAGTATTCTGTGCGGAAC
------ATGTTGAAGTTCAAGCATTCTGTGCGGAAC
------ATGTTGAAGTTCAAGGATTCTGTGCGGAAC

Polimorfismi del DNA: microsatelliti

Minisatelliti

Unità fino a 5 bp. Segmenti lunghi fino a 25 kb

• Allele A: TACCAAGGTACGGACGGACGGACGGGGTACCATGG
• Allele B: TACCAAGGTACGGACGGACGGACGGACGGGGTACCATGG

Microsatelliti

Unità < 4bp. Segmenti lunghi fino a 150 bp

• Allele A: TACCAAGGTACACACACGGTACCATGG
• Allele B: TACCAAGGTACACACACACGGTACCATGG
• Allele C: TACCAAGGTACACACACACACGGTACCATGG
• Allele D: TACCAAGGTACACACACACACACGGTACCATGG

Come evidenziare i polimorfismi?

RFLP = restriction fragment length polymorphism

Gli RFLP possono evidenziare sia polimorfismi dovuti a mutazione di singoli nucleotidi sia polimorfismi di tipo minisatellite (VNTR = Variable Number of Tandem Repeats).

I polimorfismi di tipo microsatellite possono essere evidenziati mediante PCR (STRP = Short Tandem Repeat Polymorphisms).

Applicazioni di Southern e PCR

• Mappatura del genoma umano
• Indagini di medicina forense

Quando il materiale biologico è troppo scarso o di qualità scadente, può essere utile analizzare i polimorfismi del DNA mitocondriale (moltissime copie per cellula).

Diagnosi di mutazioni concatenate con marcatori RFLP

A volte la mutazione patogena può abolire o creare un sito di restrizione.

L’utilizzo combinato della PCR e dell’analisi di restrizione permette di diagnosticare specifiche mutazioni molto più facilmente che con il Southern Blot.

Diagnosi di mutazioni mediante dot-blot e ibridazione con oligonucleotidi allele-specifici

Diagnosi di mutazioni mediante dot-blot e ibridazione con oligonucleotidi allele-specifici

Diagnosi di mutazioni mediante amplificazione allele-specifica

Diagnosi di mutazioni mediante amplificazione (di DNA genomico o cDNA) e sequenziamento diretto.

L’utilizzo simultaneo della PCR e di traccianti fluorescenti consente l’analisi simultanea (multiplex) di moltissimi polimorfismi.

Diagnosi genetica pre-impianto

La diagnosi genetica pre-impianto è possibile già oggi per malattie monogeniche per cui sia nota la mutazione.

In futuro, almeno in teoria, è probabile che questa tecnica, in combinazione con l’analisi simultanea di moltissimi polimorfismi, possa permettere una valutazione di tratti genetici complessi.

Quali i vantaggi, e quali i pericoli