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7.1 - Le biotecnologie
Zanichelli
Created on November 17, 2020
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Transcript
I fondamentali in sintesiLe biotecnologie
INIZIA
Biologia
Che cosa imparerò
Che cosa devo sapere prima
L'ingegneria geneticaLe biotecnologie Gli OGM e gli ambiti di utilizzo
Fenotipo e genotipoGli acidi nucleiciLa divisione cellulare
INDICE
Indice
LE TECNICHE
LE BIOTECNOLOGIE
L'INGEGNERIA GENETICA
L'ingegneria genetica
Tagliare, separare, cucire il DNA
Le biotecnologie
La PCR
La cassetta degli attrezzi
Gli OGM
Clonaggio e clonazione
Il clonaggio genico
Ambiti di utilizzo
L'ingegneria genetica
La tecnologia del DNA ricombinante o ingegneria genetica è l’insieme delle tecniche di laboratorio che consentono di isolare e tagliare brevi sequenze di DNA per trasferirle nel genoma di altre cellule, in modo da modificarne uno o più geni. L’ingegneria genetica si basa sull’idea che modificando in laboratorio il genotipo degli organismi sia possibile alterare il loro fenotipo in maniera mirata, e non casuale come avviene in natura.
La cassetta degli attrezzi
La «cassetta degli attrezzi» per clonare un gene comprende alcuni strumenti e materiali fondamentali:
- il gene che si intende clonare, isolato dall’organismo di origine o ricavato da un archivio di DNA;
- gli enzimi che permettono di «tagliare» e «cucire» il DNA per ottenere il frammento genico di interesse;
- un vettore di clonaggio per inserire il DNA ricombinante in una cellula.
Il clonaggio genico
Le biotecnologie possono essere usate per le applicazioni più svariate ma nella maggior parte dei casi la prima operazione da compiere è la stessa: ottenere un gran numero di copie identiche del gene che vogliamo studiare. Questa operazione è detta clonaggio genico.
Tim UR/Shutterstock
Tagliare il DNA
Gli enzimi di restrizione servono a tagliare il DNA in punti precisi e ottenere così frammenti che, uniti tra di loro, generano molecole di DNA ricombinante. Questi enzimi sono stati scoperti nei batteri che li usano per frammentare e inattivare il DNA dei fagi che li infettano.
Separare il DNA
Negli esperimenti di clonaggio genico è importante verificare che gli enzimi abbiano tagliato nel punto giusto, per evitare di proseguire l’esperimento con il frammento sbagliato. Uno dei metodi più usati per separare e controllare la dimensione di una molecola di DNA è l’elettroforesi su gel d’agarosio, una tecnica analitica che permette di separare i frammenti di DNA in base alle loro dimensioni.
Cucire il DNA
Dopo il taglio, per «cucire» il frammento di DNA all’interno del vettore è necessario ricorrere ad altri enzimi, le DNA ligasi. Questi enzimi catalizzano la formazione del legame fosfodiestere tra due nucleotidi adiacenti.
La PCR
Un altro modo per produrre in laboratorio copie multiple di un dato frammento di DNA è il processo noto come Reazione a Catena della Polimerasi, o PCR. La PCR è un sistema automatizzato per isolare e amplificare il DNA in provetta, basato sulla capacità dell’enzima DNA polimerasi di sintetizzare un nuovo filamento di DNA a partire da un filamento stampo.
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Il clonaggio
Il clonaggio è la produzione in molte copie di un gene allo scopo di analizzarlo o per ottenere grosse quantità del prodotto che codifica. Il gene può entrare nella cellula ospite come parte integrante di un vettore, ovvero una sequenza che possiede anche un’origine di duplicazione (ori), uno o più siti di restrizione e almeno un gene reporter. I vettori usati sono i plasmidi batterici e i virus.
La clonazione
La clonazione è la creazione di copie geneticamente identiche di un intero organismo.Il primo esperimento di clonazione di mammiferi è stato quello condotto nel 1996 dallo scienziato scozzese Ian Wilmut e che ha portato alla nascita della pecora Dolly.
Jeff Whyte/Shutterstock
La clonazione
In questo video scoprirai la storia degli esperimenti di clonazione animale.
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Che differenza c'è tra clonaggio e clonazione?
La clonazione riguarda un intero individuo, il clonaggio i geni
Sono sinonimi
Il clonaggio riguarda un intero individuo, la clonazione i geni
Le biotecnologie
Le biotecnologie sono tutte quelle tecniche che, basandosi sull’utilizzo di organismi viventi o di loro derivati, producono specifiche sostanze. Le biotecnologie moderne permettono di generare organismi geneticamente modificati o OGM, ovvero organismi viventi il cui genotipo è stato modificato con le tecniche del DNA ricombinante.
Gli OGM
Tramite le tecniche del DNA ricombinante è possibile ottenere organismi transgenici inserendo in un corredo cromosomico geni provenienti da un organismo di una specie o perfino di un regno differente. Le biotecnologie permettono di conoscere anche l’esatta sequenza e funzione del gene o dei geni trasferiti, garantendo un maggiore controllo delle caratteristiche che si vogliono ottenere.
Gli ambiti di utilizzo degli OGM
Ambiente
Agricoltura
Biomedicina
Le green biotech modificano il genoma delle piante per creare nuove varietà vegetali in grado di rispondere ai cambiamenti climatici e alla diffusione, sempre più ricorrente, di nuovi patogeni e parassiti.
La produzione di microrganismi ricombinanti sicuri per l’ambiente che possano aiutare nella degradazione delle sostanze chimiche tossiche o inquinanti. Questo utilizzo è detto biorimedio (o biorisanamento).
Produzione di farmaci e vaccini ricombinanti (insulina, antibiotici, vaccino per l'epatite B) ma anche farmacogenomica e nuovi sistemi diagnostici e forensi.
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Che cosa ho imparato
Le tecniche del DNA ricombinanteChe cosa sono le biotecnologie Gli OGM e quali sono i loro ambiti di utilizzo
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