Presentazione 2016 kit

Centro Università degli Studi di Milano-­‐Scuola per la diffusione delle Bioscienze “Una settimana da ricercatore"
•Gli studenti migliori tra quelli che hanno partecipato a “Sperimenta il Biolab” partecipano al concorso, su scala nazionale, “Una settimana da ricercatore”, 26 maggio 2017, per i migliori 20 è previsto, come premio, uno stage presso laboratori universitari: un “assaggio” del mondo della ricerca. Prima di andare in laboratorio • struttura del DNA • duplicazione del DNA • estrazione del DNA dalle cellule • PCR • ELETTROFORESI
COLPEVOLE
i polimorfismi del DNA il DNA microsatellite Interpretazione dei risultati
OGM
transgeni i vettori di clonazione PGM Interpretazione dei risultati SANO MALATO
mutazioni, malattie,ereditarietà enzimi di restrizione alberi genealogici Interpretazione dei risultati i primers
Primer
Elettroforesi del DNA
Le molecole di DNA migrano in base alle loro dimensioni
UN CASO DA RISOLVERE
con il DNA fingerprinting
Tecnica di genetica molecolare per
identificare il profilo di DNA
di un individuo
Genotipo: Ee
CARATTERE
FENOTIPICO
TRATTO SOMATICO
(lingua ad U)
Sequenze microsatelliti o STR (short tandem repeat) (2-­‐3-­‐4 nucleotidi)
LOCUS MICROSATELLITE
Genotipo: 6,3
FENOTIPO: NESSUNO
A1= CAC-CAC-CAC-CAC-CAC-CAC= (CAC)6
A2= CAC-CAC-CAC = (CAC)3
CODIS: Combined DNA Index System
TPOX
D3S1358
D5S818
D2S1338
FGA
CSF1PO
D8S1179
TH01
VWA
D7S820
AMEL
D13S317
Penta E
D16S539
D19S433
D18S51
D21S11
Penta D
Sex-typing
AMEL
Elettroforesi
Corsa del DNA
Sequenza caricamento campioni Chi è il COLPEVOLE PM= peso molecolare, V=vittima, SC= Scena crimine
PM V SC SC SC A B C X Y Z α bianco
OGM Organismi Geneticamente Modificati
Che cosa sono Si definisce organismo geneticamente modificato (OGM) qualsiasi batterio, fungo, pianta o animale il cui patrimonio genetico sia stato alterato con tecniche di biologia molecolare.
Perché produrre OGM?
Farmacologia e medicina: produzione di biofarmaci, vaccini, antibiotici, terapia genica… Industria alimentare: modificazione del contenuto di zuccheri, amminoacidi, grassi… Industria chimica e farmaceutica: produzione di enzimi, solventi, detergenti, materie plastiche, reagenti diagnostici… Agricoltura, zootecnia e veterinaria: resistenza alle malattie, ai pesticidi, ai erbicidi, a stress ambientale, incremento della produzione e della qualità dei prodotti Protezione ambientale: biorisanamento di ambienti contaminati, depurazione delle acque e dei reflui Energia: estrazione del petrolio presente nelle rocce mediante produzione di sostanze tensioattive che ne favoriscono la separazione
PGM
Piante Geneticamente Modificate
Sono piante nelle quali :
è stato introdotto un gene estraneo
è stato overespresso un proprio gene
• con una procedura che NON si realizza naturalmente per moltiplicazione e/o ricombinazione naturale • il gene introdotto diventa parte integrante del genoma della pianta
Mais Bt
•Il mais Bt produce una proteina ad attività insetticida, la Cry (crystalline protein inclusions), ottenuta da Bacillus thuringensis e già autorizzata nella lotta integrata sin dal 1961
•La proteina Cry si lega a specifici recettori nell’intestino delle larve di insetti sensibili, formando un canale ione-­‐selettivo nella membrana cellulare
•Si traduce in un grande flusso d’acqua all’interno della cellula con lisi delle cellule e morte dell’insetto
La mancanza di tale recettore a livello delle cellule intestinali dei mammiferi li rende insensibili alla proteina Cry
Analisi di piante OGM.
Campione
Purificazione del DNA
Amplificazione (PCR))
Risultati
Elettroforesi su gel
Gene: -­‐ Cloroplasto -­‐ Zeina -­‐ Bt Analisi dei geni di un OGM:
il mais Bt
Gene del Cloroplasto (484)
Gene per la zeina (220 pb)
PCR
PCR
+
+
Gene Bt per la resistenza agli insetti
(189 bp)
PCR
+
OGM
-­‐
non OGM
Sano Malato
Come realizzare un test genetico in un laboratorio per la scuola
I simboli usati nell’analisi del pedigree adottati nel 1995 dalla Società
Americana di Genetica Umana.
Modalità di trasmissione dei caratteri
ereditari
La diagnosi delle malattie monogeniche
attraverso l’uso degli RFLP
-­‐per alcuni geni-­‐malattia la mutazione che determina il manifestarsi della patologia può essere identificata con l’insorgenza o l’eliminazione di un sito di restrizione -­‐ In questi casi la diagnosi può essere effettuata mediante l’utilizzo degli enzimi di restrizione HindIII
717 bp malato
167 + 550 bp normale
Casi da analizzare
Ipercolesterolemia familiare
Anemia falciforme
Procedura sperimentale
• estrazione del DNA
• PCR (amplificazione di frammenti di DNA)
• taglio con enzimi di restrizione
• elettroforesi su gel
IPERCOLESTEROLEMIA FAMILIARE
La mutazione consiste in una sostituzione di una coppia di basi
GUANINA / CITOSINA
Nell’esone 4 del gene 19 che crea un sito per l’enzima di restrizione DdeI La mutazione causa anche una sostituzione amminoacidica
ASPARAGINA / A. GLUTAMMICO
Che modifica la maturazione della proteina recettore e ne riduce la capacità di legare LDL una volta giunta sulla superficie cellulare
Ipercolesterolemia familiare (una delle mutazioni crea il sito di restrizione) Cromosoma 19: gene per recettore di membrana delle LDL
87
PM
dd
Dd
DD
235
130
105
d
D
4
5
6
7
8