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INGEGNERIA GENETICA  3

Post n°73 pubblicato il 29 Maggio 2008 da ganganku
 

Esistono infatti numerosi geni che, trascritti, vanno incontro a  splicing alternativo

.Esistono numerosi trascritti di RNA che non vengono a loro volta tradotti.

Non esiste nemmeno una cifra certa dei geni presenti nel genoma umano:

 le stime proposte al termine del sequenziamento del genoma

(circa 30-40 mila geni) sono state ridotte a circa 25 mila.

Per tutti questi motivi, l'era post-genomica si sta notevolmente specializzando.

 Oltre alla già citata proteomica (che studia il proteoma, l'incredibile numero

 di proteine e le loro interazioni), si stanno diffondendo la strascrittomica,

la  metabolica ed una gran quantità di - omics (dall'originale inglese

della terminazione -omica).

Il Ruolo dell’Ingegneria Genetica post –Genomica

L'ingegneria genetica è oggi il   gold standard nella ricerca sulle proteine.

Tra gli strumenti di base che essa mette a disposizione figurano i seguenti

studi di loss of function (dall'inglese, perdita di funzione). Si tratta di

 esperimenti, genericamente chiamati di  knock-out che permettono

di ingegnerizzare un organismo in modo tale da eliminare l'attività di un

determinato gene. Ciò permette di studiare il difetto causato da questa

mutazione, e può essere utile come screening iniziale della funzione

di un gene. Spesso viene utilizzato in biologia dello sviluppo.

Un esperimento di knock-out viene messo a punto attraverso

la manipolazione in vitro di un costrutto di DNA che, nelle versioni

base di un esperimento di knock-out, consiste nel gene di interesse

modificato a sufficienza per perdere la funzione originale. Questo

costrutto può essere poi inserito in una cellula in coltura, all'interno

della quale sarà in grado di sostituire la versione originale

 (detta wildtype) del gene. Se le cellule che ricevono tale

 costrutto sono  cellule staminali esse possono essere inserite

 in una blastociti, a sua volta inserita nell'utero di madri surrogate.

 Con questa tecnica, chiamata  Embryonic Stem Cell Transfer

(dall'inglese, trasferimento di cellule staminali embrionali),

è possibile realizzare un organismo transgenico. Un metodo

più semplice per lo screening di knock-out, che tuttavia può essere

 applicato solo ad animali meno complessi, consiste nell'induzione

 di mutazioni casuali in una popolazione molto ampia

(ad esempio di Drosophila melanogaster, il moscerino della frutta).

La progenie verrà strettamente analizzata alla ricerca della mutazione

che si intende studiare. Tale metodo è correntemente utilizzato

 per gli organismi unicellulari, specialmente prokaryota e

 talvolta per le piante.

Studi di gain of function (dall'inglese, acquisizione di funzione).

Si tratta della logica controparte della produzione di knock-out. Sono

spesso portati avanti insieme ai knock-out per valutare in modo più

 fine la funzione dei geni in esame. I procedimenti che vengono svolti

per introdurre una mutazione ''gain of function sono molto simili a

quelli utilizzati per produrre knock-out. In questo caso il costrutto porterà

con se alcuni accorgimenti tali da incrementare l'espressione della proteina

 (come ad esempio un  promotore forte).

Studi con tracciati permettono di individuare l'esatta localizzazione e

l'interazione della proteina in esame. Un metodo per ottenere ciò

consiste nella sostituzione del gene wildtype con un gene di fusione,

contenente il gene originale fuso con una terminazione visibile

dall'operatore. Un esempio di tali terminazioni visibili è la GFP

(dall'inglese Green Fluorescent Protein,

proteina fluorescente verde). Tale proteina è

molto utile perché permette nella maggior parte dei casi un

corretto funzionamento della proteina originale con cui è fusa:

uno dei principali problemi legato a questo tipo di tecnica consiste

 infatti nell'instabilità della maggior parte delle proteine di fusione.

 Il desiderio dell'operatore in questo tipo di saggi, infatti, è

 quello di seguire la proteina, non di modificarne i

parametri strutturali e funzionali. Una strategia attualmente in

sviluppo per migliorare la stabilità dei prodotti di fusione è la

 possibilità di realizzare code facilmente riconoscibili attraverso

 la somministrazione di anticorpi.

 
 
 

INGEGNERIA GENETICA 2

Post n°72 pubblicato il 29 Maggio 2008 da ganganku
 

Per alcuni questa differenza non è abbastanza marcata per spiegare, unicamente

attraverso i geni, la complessità dell'organismo umano rispetto a forme di vita

più semplici.

Inoltre nel genoma mappato sono stati rilevati, oltre ai geni che costituiscono

solo il 3% del totale, una quantità di materiale di cui non conosciamo ancora funzionamento e scopo (junk DNA).

Queste considerazioni e le recenti ricerche sembrano, secondi alcuni (tra cui Evelyn Fox Keller nel suo libro Il secolo del gene), poter mettere in profonda crisi la classica concezione del gene come di una molecola stabile soggetta ad errori casuali e la correttezza stessa della teoria darwiniana intesa come un processo che agisce a posteriori sulle mutazioni grazie alla selezione naturale.

Tra gli entusiasti sostenitori della possibilità di risolvere tutti e per sempre i problemi della salute umana, grazie alla correzione dei guasti dei geni o alla sostituzione dei pezzi di genoma difettoso con pezzi ben funzionanti, secondo una visione della medicina neo-meccanicistica, si leggono autorevoli inviti alla prudenza.

SPECIFICHE SULLA TECNICA

Il primo passo di tali tecniche di manipolazione dei geni è stato

certamente la scoperta degli  ENZIMI  DI RESTRINZIONE, Il processo

avviene in varie fasi:
-estrazione di DNA da cellule eucariote e procariote;
-frammentazione delle molecole di DNA in segmenti più corti;
-identificazione e separazione dei diversi frammenti isolati in cellule

ospiti, spesso diverse dalle cellule da cui proviene il DNA isolato.
Le cellule ospiti con genoma manipolato possono esprimere i geni

estranei, possono anche riprodursi e fungere da sistemi di amplificazione

 del gene stesso.
Per estrarre il DNA bisogna rompere le cellule trattandole con sostanze

litiche e detergenti. Le molecole di DNA, separate dalla miscela di cellule

con tecniche purificanti, vengono tagliate in frammenti più piccoli.

Per effettuare ciò si utilizzano enzimi di restrizione o endonucleasi di

 restrizione. Esse non tagliano la doppia elica a caso, bensì agiscono

in sequenze bersaglio di nucleotidi creando delle estremità

appiccicose/coesive (che contengono delle sequenze palindrome).

Il taglio avviene mediante idrolisi. Si ottengono un numero variabile

di filamenti di DNA di lunghezza variabile, legato alla presenza di

sequenze bersaglio che si trovano nei plasmidi. I frammenti di DNA

plasmidico e quelli di DNA eucariotico vengono legati insieme grazie

 alle sequenze coesive con l’intervento di DNA ligasi.


I suddetti enzimi di restrizione associati ad una classe di molecole note come ligasi, costituiscono il primo vero kit delle tecnologie del  DNA ricombinante Tale espressione è spesso usata per intendere le varie tecniche utilizzate dall'ingegneria genetica.

Il termine più corretto per identificare un organismo con informazioni genetiche di provenienza esterna è  organismo transgenico .Nel linguaggio comune sono utilizzati anche  organismo geneticamente modificato o geneticamente ingegnerizzato.

Le sfide della post-genomica

La sfida più grande che la ricerca sta raccogliendo in questi anni di

post-genomica consiste nell'individuazione e nella caratterizzazione

dei  prodotti proteici di ogni gene. Quello della cosiddetta  proteo mica

dunque, è un compito ben più complesso, essendo meno meccanico del mero sequenziamento del DNA. La rivisitazione che il  dogma centrale della

biologia molecolare ha subito in questi anni, complica ulteriormente le cose.

Oggi appare infatti chiaro che la classica definizione "un gene, un trascritto,

 una proteina" appare quantomeno insufficiente, se non sbagliata..


 
 
 

INGEGNERIA GENETICA  1

Post n°71 pubblicato il 28 Maggio 2008 da ganganku
 

Con il termine generico di ingegneria genetica (più propriamente

tecnologie del DNA ricombinante) si fa riferimento ad un insieme

 molto eterogeneo di tecniche che permettono di isolare geni, clonarli,

introdurli e esprimerli in un ospite eterologo (differente dall'ospite originale).

 Queste tecniche permettono di conferire caratteristiche nuove alle  

cellule riceventi. Le cellule così prodotte sono chiamate ricombinanti.

 L'ingegneria genetica permette anche di alterare la  sequenza del gene

 originale e di produrne uno più adatto a rispondere ad esigenze specifiche,

come avviene ad esempio per quanto riguarda gli OGM.

L’Ingegneria Genetica è Le tecniche

dell'ingegneria genetica coinvolgono

spesso l'isolamento, la manipolazione

 e la reintroduzione del  DNA all'interno

di cellule eterologhe o, più nello

specifico, in  organismi modello .I

l fine può essere, ad esempio,

quello di esprimere una proteina all'interno di un organismo

diverso da quello di origine (la proteina è detta per questo

eterologa sfruttando i ribosomi e la sintesi proteica

dell'organismo ospite). Tale processo è noto come

espressione eterologa.

Le applicazioni più fini dell'ingegneria genetica permettono

non solo di selezionare un gene al fine di produrne la proteina

eterologa, ma di modificare l'informazione genetica stessa, al fine

di ottenere una proteina finale parzialmente modificata.

INGEGNERIA GENETICA  E  RICERCA

Sebbene la conclusione del  PROGETTO GENOMA UMANO

 abbia portato una vera e propria rivoluzione nel mondo

delle scienze biologiche, ponendo fine di fatto all'era della

genomica rimangono tuttora numerose sfide che attendono

la ricerca in questo campo. Il sequenziamento dell'intero

genoma umano, oltre a quello di numerose altre specie

viventi,

ha infatti reso estremamente semplice, se non banale,

ottenere informazioni sulla composizione di un  gene 

 o di un segmento di DNA: i miliardi di nucleotidi finora

sequenziati, infatti, sono largamente disponibili nelle

banche dati presenti su  internet.

  

PROGETTO GENOMA UMANO

Il Progetto Genoma Umano (Detto anche HUGO

Acronimo di HUman Genome Organization) è

un progetto internazionale di ricerca. Lo scopo

del progetto è di mappare il genoma umano,

ovvero descrivere la struttura, la posizione e

la funzione dei circa 30.000 geni (25.000 secondo

le ultime ricerche) che caratterizzano la specie

umana. A capo del progetto c'è il genetista

americano Francis Collins.

Lo studio del genoma implica il  sequenziamento

del DNA, cioè l'identificazione della sequenza

dei 3 miliardi di coppie di basi azotate che ne

compongono la molecola.

La comprensione della funzione dei geni e

di quali malattie possono derivare dalle loro

alterazioni costituisce l'obiettivo finale del progetto.

Per portar a termine la ricerca si è lavorato sul DNA

offerto da un certo numero di donatori selezionati

con criteri di rappresentatività statistica.

Rispetto alle aspettative, i risultati del Progetto

Genoma, pur avendo un'eco mediatica formidabile,

non hanno confermato le certezze della biologia

molecolare e gli obiettivi originari della ricerca.

Si pensava infatti che la specie umana avesse

centinaia di migliaia di geni. Ne sono stati invece

contati circa 30.000, da confrontarsi con i circa

28.000 di una pianta e i 18.000 di un verme.

 
 
 

..ECCO QUI CON LA KAWASAKY;-)) ..mia grande passione..

Post n°66 pubblicato il 27 Febbraio 2008 da ganganku
 

 
 
 

..E ORA RIFORNIMENTO BENZINA;-)

Post n°65 pubblicato il 27 Febbraio 2008 da ganganku
 

 
 
 
 
 

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