Miglioramento gentico

Tecniche molecolari e analisi del DNA

Una tecnica semplice è quella che usa gli enzimi di restrizione, i quali riconoscono in maniera specifica alcune sequenze, pertanto tagliano o non tagliano i punti in cui le sequenze sono mutate. Grazie a queste tecniche più semplici possiamo in tutta la popolazione leggere la mutazione che abbiamo già individuato. Quella che abbiamo individuato come sequenza la andiamo a leggere come sequenza di genotipizzazione rapida come la PCR-RFLP.

Tutte queste “mutazioni” sono in realtà tante piccole variazioni puntiformi del DNA che chiamiamo snips o SNP (polimorfismi di singolo nucleotide) che ci consentono, proprio perché si ereditano, di individuare anche la struttura di popolazione (avremo una comunanza di DNA e polimorfismi superiore tra individui parenti rispetto a quelli non parenti). Grazie a questo assunto con gli SNP riusciamo a compiere studi di biodiversità, identità varietale, tracciabilità degli alimenti, paternità ecc.

Marcatori genetici e miglioramento genetico

Il marcatore microsatellite è il polimorfismo più variabile di tutti, in cui abbiamo delle sequenze ripetute. Se una mutazione cade in un gene e in particolar modo in una tripletta che cambia l’amminoacido in fase di traduzione avrò un prodotto proteico diverso e se è utile lo seleziono. Non posso però selezionare i marcatori neutri perché loro non vengono sottoposti a pressione selettiva e non servono a nulla accumulandosi nel DNA rendono estremamente variabili quelle parti di DNA.

Attualmente esistono tecniche per l’analisi dei campioni che automatizzano il lavoro e ci consentono di avere una mole di dati enorme. Con questi tipi di analisi possiamo avere fino ad 800'000 posizioni polimorfiche, lavorando su un supporto b-chip dove contemporaneamente analizziamo da 12 a 384 campioni. Alcune volte per molte malattie, prima del terzo mese (quando ancora si può scegliere se abortire o meno in Italia) si effettuano analisi particolari che vanno a ricercare determinate malattie, così il genitore decide se tenere o meno il feto. Le tecniche molecolari sul DNA ci consentono di dare risposte in anticipo precise (attraverso le analisi).

Agronomia e selezione genetica

Noi agronomi siamo interessati alle produzioni e siamo chiamati in campo per ottenere alimenti sani, qualitativamente e nutrizionalmente ottimi, ma rispondiamo a una sola questione che è l’economicità del prodotto. Siamo chiamati a fare selezione per scegliere nella popolazione la pianta o l’animale che in quel momento più ci aggrada, che supera la problematica di patologie ecc.

Il miglioramento genetico è un insieme di tecniche che ci portano a scegliere consapevolmente utilizzando la genetica. Se conosco il gene che è coinvolto nella manifestazione di quel carattere posso leggere il gene e capire quale sarà il carattere, ma i caratteri quantitativi (determinati da molti geni e spesso non si sa neanche quali sono) non sono semplici da studiare e quindi ci serve una grande conoscenza della statistica e della matematica perché buona parte delle previsioni si effettuano in quel caso grazie a calcoli statistici associati alle analisi del DNA.

• Selezione naturale: quella che ci ha insegnato Darwin
• Selezione artificiale: quella che svolgiamo quando mettiamo in atto una serie di tecniche che vanno a sfociare nel miglioramento genetico.

Il miglioramento genetico cambia se viene fatto sui caratteri qualitativi o su quelli quantitativi e si effettua su popolazioni naturali (soprattutto all’inizio), su popolazioni artificiali che derivano già da manipolazioni dell’uomo (attualmente) e man mano che si è andato avanti con le tecnologie di laboratorio si passa per alcune metodiche di selezione che sono delle vere e proprie manipolazioni del DNA (OGM, genome editing e CRISPR-CAS9).

Variabilità genetica e trasmissione

Ha questa variazione, presenta questa differenza alla propria generazione filiale e la trasmette. Lui dice che queste variazioni sono casuali e che i soggetti possono per caso avere queste variazioni.

Lui parlava di variazioni del fenotipo, oggi conosciamo variazioni anche relativi al genotipo, cioè tutte le variazioni trasmissibili sono variazioni legate al DNA, non a caso sappiamo che se per un motivo qualunque ci tagliamo un dito non trasmettiamo alla nostra progenie una mano senza un dito, quella non è una variazione trasmissibile perché non ha una base genetica, la polidattilia invece essendo un tipo di variazione a base genetica che determina le dita in sovrannumero può essere trasmissibile.

Quindi il punto di partenza è questa variabilità, ovvero queste mutazioni che ci sono all'interno di alcuni individui di una stessa popolazione di una stessa specie, mutazioni che questo individuo trasmetterà alla sua progenie. Finché non c'è un problema legato alla carenza di spazi (lui parlava di ambiente naturale) e di cibo, ogni variazione viene conservata e ogni individuo per quanto differente mantiene questa sua differenza.