Lingegneria genetica È lalterazione volontaria del materiale genetico di un organismo. Lingegneria...
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L’ingegneria genetica
È l’alterazione volontariadel materiale genetico di un organismo.
L’ingegneria genetica ha avuto un rapido sviluppo con l’acquisizione della tecnologia del DNA ricombinante.
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Gli enzimi di restrizione
Sono enzimi capacidi riconoscere specifiche sequenze (siti di restrizione) e di tagliare la molecola.
I tagli lasciano estremità piatte o coesive.
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L’elettroforesi su gel
L’elettroforesi su gel è una tecnica utilizzata perseparare frammenti di DNA in funzione delle loro diverse dimensioni.
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Le mappe di restrizione
Sono mappe sulle quali si indicano le posizioni relative di taglio di diversi enzimi.
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Il clonaggio molecolare
I vettori:
• possiedono un’origine di replicazione
• portano geni per la resistenza ad antibiotici
• contengono diversi siti di restrizione unici
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Il clonaggio molecolare
Nel clonaggio di un gene si opera sulle molecole con un «taglia e cuci».
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L’ibridazione molecolare
Uno screening molecolare serve a identificare in una libreria genomica il batterio che
contiene un determinato gene.
Una sonda molecolare marcata si «appiccica» a ciò
che trova di complementare.
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L’ibridazione molecolare
Con la tecnica dell’ibridazione in situ si può localizzare la posizione di un gene su un cromosoma.
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La PCR
Gli ingredienti della PCR sono:
• un templato
• due primer
• una miscela di deossinucleotidi trifosfati (dNTP)
• una DNA-polimerasi termostabile
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La PCR
Le tre tappe della PCR:
• denaturazione per separare le due eliche del DNA
• appaiamento dei primer con le sequenze complementari sul DNA templato
• estensione dei primer con i nucleotidi complementari al templato ad opera della polimerasi
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Il sequenziamento del DNA
Nel sequenziamento ciclico oltre a DNA templato, un primer, i dNTP e una DNA-polimerasi si aggiunge una miscela di quattro deossinucleotidi trifosfati che
• hanno un gruppo ossidrile in meno (in posizione 3’)
• sono marcati con un colorante fluorescente
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I progetti genoma
Gli scopi di un progetto genoma sono :
• identificare tutti i geni di una specie
• determinare l’intera sequenza di basi azotate
• creare una banca dati
• sviluppare sistemi di analisi dei dati
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OGM
Per creare batteri OGM capaci di produrre proteine di altri organismi si utilizzano vettori di espressione, plasmidi nei quali i geni sono inseriti dopo promotori, letti dal batterio .
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OGM
Si cercano di ottenere animali transgenici per:
• produrre farmaci
• avere organi da trapiantare
• disporre di modelli di studio
Le modificazioni più comuni che gli ingegneri genetici tentano di introdurre nelle piante transgeniche sono rivolte a migliorare i sistemi di coltivazione.
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L’impronta del DNA
È una metodologia per l’identificazione personale che si basa sull’esistenza dei polimorfismi che possono essere:
• di singolo nucleotide (SNP = single nucleotide polymorphism)
• di ripetizione se vi è un numero variabile di sequenze ripetute
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Diagnosi sul DNA
La tecnica Southern blot permette di identificare i polimorfismi di lunghezza dei frammenti di restrizione (RFLP, restriction fragment length polymorphism)
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Geni e cancro
Gli oncogeni sono forme mutate di proto-oncogeni, che servono a produrre fattori di crescita, recettori di fattori di crescita, trasduttori del segnale, fattori di trascrizione o regolatori dell’apoptosi.
Gli oncosoppressori hanno prodotti coinvolti nel rallentare la crescita cellulare, nel riparare i danni del DNA o nel determinare l’apoptosi.
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Geni omeotici
Scoperti grazie allo studio di alcuni mutanti di drosofila, determinano l’identità dei segmenti corporei.
Si trovano sullo stesso cromosoma, nella regione complesso HOM-C.
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Geni omeotici
Tutti contengono la sequenza omeobox che corrisponde a un omeodominio nella proteina che lega il DNA.
I geni omeotici si trovano in molti animali, uomo compreso.
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RNAi
Il meccanismo molecolare dell’RNAi coinvolge:
• un enzima RNasi (Dicer)
• piccole molecole di RNA a doppio filamento
• un complesso di proteine chiamato RISC (complesso di silenziamento indotto da RNA)
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Orologi molecolari
L’analisi delle differenze tra sequenze di DNA delle specie è una misura del tempo passato dalla loro separazione, un orologio molecolare.
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Orologi molecolari
Anche la paleoantropologia e l’archeologia si servono di indagini sulla sequenza della doppia elica.