L'ingegneria genetica e le biotecnologie
Terapia genica
OGM
Clonazione
Clonaggio
Animali transgenici
PCR
index
Biotecnologie 2
Librerie di DNA
Metodo Sanger
Piante Bt e GM
Grazie!
Biotecnologie
OGM
Endonucleasi di restrizione
Organismi Geneticamente Modificati
enzima
Gli organismi modificati geneticamente con l'avvento dell'ingegneria genetica e dellle scoperte scientifiche derivanti da essa sono chiamati OGM e possono essere transgenici se contengono geni derivanti da specie diverse o cisgenici se i geni appartengono alla stessa specie.
DNA ligasi
enzima
Elettroforesi
agarosio e poliacrilammide
Clonaggio
I vettori plasmidici
I passaggi per clonare un gene
I vettori plasmidici sono molecole di DNA circolare a doppia elica che si usano per spostare i geni da un organismo all'altro. Essi sono essenziali nell'operazione di clonaggio di un gene.
- isolare il frammento contenente il gene di interesse
- digerire il DNA ricevente con gli stessi enzimi di restrizione in modo da creare estremità coesive compatibili
- saldare il frammento di DNA esogeno al vettore tramite la DNA ligasi
- Inserire il vettore ricombinante ottenuto all'interno della cellula ricevente
- ottenere una coltura pura selezionando le cellule contenenti il plasmide
PCR
Reazione a catena della polimerasi
E' una tecnica che permette di amplificare in una provetta una specifica sequenza di DNA. Partendo da una sola copia di una sequenza di DNA e facendola reagire con una DNA polimerasi, infatti, si otterranno 2 copie dopo solo una polimerizzazione. Dopo 30 cicli si avranno quindi in amplificazione espoinenziale circa un miliardo di copie.
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Le librerie genomiche e di cDNA
Il DNA genomico è costituito sia da esoni (codificanti) che da introni (non codificanti) e questo non lo rende il frammento ideale per isolare un gene. Perciò i biologi scelgono di costruire una libreria genomica partendo dalla copia del mRNA chiamata cDNA.
Il metodo Sanger
Sequenziamento
Per determinare l'identità dei nucleotidi in un frammento di DNA oggi utilizziamo il metodo Sanger. Esso si basa Sulla capacità della DNA polimerasi di copiare un DNA stampo.
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Le biotecnologie in campo biomedico
Dai semplici antibiotici all'insulina ricombinante, le biotecnologie hanno permesso nel passare degli anni nuove scoperte e quindi la creazione di nuovi farmaci. La possibilità di ricreare un qualsiasi frammento di DNA anche minuscolo e trasformarlo in infinite copie dello stesso ha permesso anche di prendere specifiche proprietà benefiche che si trovano nelle piante.
Alcuni farmaci permettono all'organismo umano di sviluppare particolari proteine dette anticorpi. Questi poi, marcati con gruppi fluorescenti possono determinare nello studio del DNA la perfetta posizionebdi una determinata proteina grazie alla microscopia a immunofluorescenza. E' quindi possibile localizzare cellule tumorali per esempio marcando gli anticorpi con isotopi radioattivi che legandosi alle cellule dannaggiate emettono radiazioni.
La terapia cellulare con cellule staminali
Cellule staminali
La terapia genica
Un particolare tipo di terapia cellulare è quella effettuata attraverso le cellule staminali, particolari cellule non ancora differenziate che mantengono ancora la capacità di creare nuovi tipi di cellule.. Le cellule staminali sono divisie in quattro diversi tipi: totipotenti, pluripotenti, multipotenti e unipotenti.A partire da un qualsiasi tessuto adulto, è possibile prelevare una cellula, renderla pluripotente e poi farla differenziare nel tipo di cellula di interesse.
Malattie genetiche
I difetti del genoma che sono alla base delle malattie genetiche possono essere corrette attraverso la terapia genetica. Essa consiste nell'inserire un nuovo gene nel DNA preesistente attraverso un vettore retrovirale. Questo processo però non fornisce la certezza di quale posizione avrà il nuovo gene inserito causando a volte la creazione di un oncogene (promotore di crescita tumorale) o il blocco/alterazione dell'espressione di un gene.
Clonazione
La pecora Dolly
I passaggi usati per la clonazione
Le biotecnologie ad oggi permettono addirittura la clonazione di un'intero essere vivente. Il primo animale ad essere clonato è stata la pecora Dolly nel 1996 attraverso la tecnica del trasferimento nucleare.
- Prelevazione di una cellula somatica dell'animale da clonare
- Asirazione del nucleo della cellula tramite una micropipetta
- prelevazione di un oocita non fecondato da un'altra femmina della stessa specie eliminandone il nucleo
- Fusione del primo nucleo prelevato con l'oocita (generazione di uno pseudo-zigote)
- Lo pseudo-zigote adesso è stimolato a dividersi in provetta per generare un embrione coltivato prima in vitro e poi impiantato nell'utero di una terza femmina (madre surrogata)
Animali transgenici
Nella prima generazione questo nuovo gene però non è presente in tutte le cellule e per questo motivo l'animale interessato di prima generazione viene chiamato chimera. Solo dopo diverse generazioni si otterrà una progenie pura, cioè avente il gene in tutte le cellule. Gli animali che vengono sottoposti a questo processo vengono chiamati knockout, se il gene deve essere soppresso, e knockin, se il gene viene modificato o inserito.
Animali GM
Le biotecnologie hanno quindi permesso non solo la clonazione di esseri viventi ma anche la creazione di esseri geneticamenti modificati, cioè con geni mutanti. Come nel procedimento descritto precedentemente, viene inserito un nuovo gene nel genoma dell'animale interessato.
Piante Bt
Biorisanamento
Le Biotecnologie in campo ambientale
Le Biotecnologie in campo agricolo
Il biorisanamento non è altro che una tecnica di rimozione di sostanze inquinanti per l'ambiente attraverso l'utilizzo di microorganismi.Un altro esempio di biotecnologia ambientale è quella dell'introduzione di particolari batteri geneticamente modificati che vengono usati per eliminare dall'ambiente residui di metalli pesanti rilasciati dalle industrie.
Le piante Bt sono piante geneticamente modificate che risultano molto resistenti ai parassiti. Questo accade perchè all'interno del loro genoma è presente un particolare tipo di gene detto cry che codifica una proteina tossica per diversi insetti parassiti.
Grazie
Lavoro svolto da: Sara Lombardo
Le biotecnologie, clonaggio e clonazione
lombardosara05
Created on November 8, 2022
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L'ingegneria genetica e le biotecnologie
Terapia genica
OGM
Clonazione
Clonaggio
Animali transgenici
PCR
index
Biotecnologie 2
Librerie di DNA
Metodo Sanger
Piante Bt e GM
Grazie!
Biotecnologie
OGM
Endonucleasi di restrizione
Organismi Geneticamente Modificati
enzima
Gli organismi modificati geneticamente con l'avvento dell'ingegneria genetica e dellle scoperte scientifiche derivanti da essa sono chiamati OGM e possono essere transgenici se contengono geni derivanti da specie diverse o cisgenici se i geni appartengono alla stessa specie.
DNA ligasi
enzima
Elettroforesi
agarosio e poliacrilammide
Clonaggio
I vettori plasmidici
I passaggi per clonare un gene
I vettori plasmidici sono molecole di DNA circolare a doppia elica che si usano per spostare i geni da un organismo all'altro. Essi sono essenziali nell'operazione di clonaggio di un gene.
PCR
Reazione a catena della polimerasi
E' una tecnica che permette di amplificare in una provetta una specifica sequenza di DNA. Partendo da una sola copia di una sequenza di DNA e facendola reagire con una DNA polimerasi, infatti, si otterranno 2 copie dopo solo una polimerizzazione. Dopo 30 cicli si avranno quindi in amplificazione espoinenziale circa un miliardo di copie.
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Le librerie genomiche e di cDNA
Il DNA genomico è costituito sia da esoni (codificanti) che da introni (non codificanti) e questo non lo rende il frammento ideale per isolare un gene. Perciò i biologi scelgono di costruire una libreria genomica partendo dalla copia del mRNA chiamata cDNA.
Il metodo Sanger
Sequenziamento
Per determinare l'identità dei nucleotidi in un frammento di DNA oggi utilizziamo il metodo Sanger. Esso si basa Sulla capacità della DNA polimerasi di copiare un DNA stampo.
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Le biotecnologie in campo biomedico
Dai semplici antibiotici all'insulina ricombinante, le biotecnologie hanno permesso nel passare degli anni nuove scoperte e quindi la creazione di nuovi farmaci. La possibilità di ricreare un qualsiasi frammento di DNA anche minuscolo e trasformarlo in infinite copie dello stesso ha permesso anche di prendere specifiche proprietà benefiche che si trovano nelle piante.
Alcuni farmaci permettono all'organismo umano di sviluppare particolari proteine dette anticorpi. Questi poi, marcati con gruppi fluorescenti possono determinare nello studio del DNA la perfetta posizionebdi una determinata proteina grazie alla microscopia a immunofluorescenza. E' quindi possibile localizzare cellule tumorali per esempio marcando gli anticorpi con isotopi radioattivi che legandosi alle cellule dannaggiate emettono radiazioni.
La terapia cellulare con cellule staminali
Cellule staminali
La terapia genica
Un particolare tipo di terapia cellulare è quella effettuata attraverso le cellule staminali, particolari cellule non ancora differenziate che mantengono ancora la capacità di creare nuovi tipi di cellule.. Le cellule staminali sono divisie in quattro diversi tipi: totipotenti, pluripotenti, multipotenti e unipotenti.A partire da un qualsiasi tessuto adulto, è possibile prelevare una cellula, renderla pluripotente e poi farla differenziare nel tipo di cellula di interesse.
Malattie genetiche
I difetti del genoma che sono alla base delle malattie genetiche possono essere corrette attraverso la terapia genetica. Essa consiste nell'inserire un nuovo gene nel DNA preesistente attraverso un vettore retrovirale. Questo processo però non fornisce la certezza di quale posizione avrà il nuovo gene inserito causando a volte la creazione di un oncogene (promotore di crescita tumorale) o il blocco/alterazione dell'espressione di un gene.
Clonazione
La pecora Dolly
I passaggi usati per la clonazione
Le biotecnologie ad oggi permettono addirittura la clonazione di un'intero essere vivente. Il primo animale ad essere clonato è stata la pecora Dolly nel 1996 attraverso la tecnica del trasferimento nucleare.
Animali transgenici
Nella prima generazione questo nuovo gene però non è presente in tutte le cellule e per questo motivo l'animale interessato di prima generazione viene chiamato chimera. Solo dopo diverse generazioni si otterrà una progenie pura, cioè avente il gene in tutte le cellule. Gli animali che vengono sottoposti a questo processo vengono chiamati knockout, se il gene deve essere soppresso, e knockin, se il gene viene modificato o inserito.
Animali GM
Le biotecnologie hanno quindi permesso non solo la clonazione di esseri viventi ma anche la creazione di esseri geneticamenti modificati, cioè con geni mutanti. Come nel procedimento descritto precedentemente, viene inserito un nuovo gene nel genoma dell'animale interessato.
Piante Bt
Biorisanamento
Le Biotecnologie in campo ambientale
Le Biotecnologie in campo agricolo
Il biorisanamento non è altro che una tecnica di rimozione di sostanze inquinanti per l'ambiente attraverso l'utilizzo di microorganismi.Un altro esempio di biotecnologia ambientale è quella dell'introduzione di particolari batteri geneticamente modificati che vengono usati per eliminare dall'ambiente residui di metalli pesanti rilasciati dalle industrie.
Le piante Bt sono piante geneticamente modificate che risultano molto resistenti ai parassiti. Questo accade perchè all'interno del loro genoma è presente un particolare tipo di gene detto cry che codifica una proteina tossica per diversi insetti parassiti.
Grazie
Lavoro svolto da: Sara Lombardo