Relatrice: dott.ssa Ilaria Pegoretti

Relatrice: dott.ssa Ilaria Pegoretti
IL LABORATORIO DI BIOLOGIA MOLECOLARE:
introduzione alle tecniche e alle loro applicazioni
26 Novembre 2011
Auditorium Presidio Ospedaliero S.Chiara, Trento
Scoperta della struttura del DNA
Biologia molecolare: Analisi di singoli geni
“Partire dalla doppia elica per approdare al genoma umano”
Era Post-Genomica
Genomica è lo studio del genoma degli organismi
viventi, cioè della sequenza completa del DNA di
una cellula, comprendente l’intera informazione
genetica di un organismo.
Studiare il genoma significa occuparsi della sua
struttura, del suo contenuto e della sua evoluzione.
i metodi di clonaggio dei geni;
sequenziamento del DNA.
Come ha affermato J Craig Venter, direttore della
Celera Genomics:
‘la sequenza non è che l’inizio’.
Il DNA da’ l’informazione, ora è necessario ‘leggere
e interpretare’ questa informazione.
Dato che un gene può determinare la formazione di
più di una proteina ed i geni sono circa 30.000, si
possono ottenere più di 100.000 proteine
differenti, cosa che può spiegare l’enorme numero
di attività diverse che l’organismo può espletare.
FEGATO
CORTECCIA CEREBRALE
MUSCOLO LISCIO
E’ un processo molto complesso e finemente
regolato che permette ad una cellula di rispondere
dinamicamente sia agli stimoli ambientali che alle
sue stesse necessità di cambiamento.
IN PASSATO: Un gene → Una funzione
ADESSO: Un gruppo di geni → Una serie di
funzioni simultanee
…dare una valutazione quantitativa della
presenza dei trascritti (molecole di mRNA) o
delle proteine codificate da quel gene nelle
cellule in esame.
Misurare quantitativamente la presenza dei trascritti
nelle cellule in esame è lo scopo della trascrittomica.
Lo studio della trascrittomica:
evidenziare le modalità e le finalità della cooperazione
tra trascritti, in modo da avere una visione globale e
non individuale dell’attività dei geni.
La Trascrittomica è lo studio del trascrittoma,
costituito dall’insieme dei trascritti dei geni ovvero le
molecole di RNA messaggero (mRNA).
Una visione globale dell’attività dei geni è
attualmente ottenibile mediante i MICROARRAY
che utilizzano l’insieme degli mRNA estratti dalle
cellule di un tessuto preso in esame.
è un’analisi che permette di misurare l’espressione di
un elevato numero di geni contemporaneamente in
due campioni cellulari differenti (cellula normale e
tumorale) oppure due campioni cellulari uguali ma
prima e dopo una determinata terapia o trattamento
farmacologico.
Il risultato è così un RITRATTO MOLECOLARE.
INFORMAZIONE
FASI DI CONTROLLO DEL PROCESSO
Un altro approccio per misurare l’espressione
genica può essere misurare quantitativamente la
presenza delle proteine nelle cellule in esame.
Questo è lo scopo della proteomica.
La proteomica è lo studio del proteoma,
rappresentato dall’insieme delle proteine specificate
dai geni.
L’uso di appropriata tecnologia consente di
identificare il profilo di espressione proteica, cioè
l’analisi quantitativa dei livelli di proteine nelle
cellule e nei tessuti, la valutazione delle
modificazione post-traduzionali e la distribuzione
delle proteine a livello sub-cellulare.
Tecnica di elezione per lo studio del proteoma
Consiste nell’accoppiare in maniera sequenziale
due sistemi di separazione:
Focalizzazione Isoelettrica
SDS – PAGE (SodioDodecilSolfato-PoliAcrilamide
Gel Elettroforesi)
SDS-PAGE
FOCALIZZAZIONE ISOELETTRICA
MALDI MS (MATRIX ASSISTED LASER
DESORPTION IONIZATION MASS
SPECTROMETRY)
ESI MS (ELECTROSPRAY IONIZATION MASS
SPECTROMETRY)
TANDEM MS o meglio conosciuta come MS/MS
(MASS SPECTROMETRY)
Diversi approcci di studio dell’espressione genica
TRASCRITTOMICA
PROTEOMICA
che possono convivere e integrarsi,
MA
esistono anche altre scienze ‘omiche’.
TRADUTTOMICA → lo studio dell’insieme di
mRNA presenti nella fase successiva alla
trascrizione ovvero mRNA estratti nella fase
traduzionalmente attiva a cui sono legati più
TRADUTTOMICA
ribosomi.
TRASCRITTOMICA – PROTEOMICA
If you will tell me why the fen
appears impassable, I then
will tell you why I think that I
can get across it if I try.
Progress, Marianne Moore
Se mi direte perché la palude
appare insuperabile;
allora vi dirò perchè io credo
di poterla passare se ci provo.
Progress di Marianne Moore