P2b - Polimorfismi genetici mediante Alu PCR

P2b - Polimorfismi genetici mediante Alu PCR e bioinformatica
Polimorfismi genetici mediante Alu PCR
Difficoltà
Obiettivi didattici
Conoscere e sperimentare le principali tecniche di biologia molecolare quali:
estrazione, amplificazione, separazione e confronto di sequenze di DNA.
Prerequisiti
Struttura del DNA e funzione della DNA polimerasi.
Descrizione
L'esperimento intende individuare la presenza sul Locus PV92 del cromosoma 16
dell'elemento trasponibile Alu, ovvero di una particolare sequenza di DNA che si
"riproduce" copiando se stessa e si inserisce in nuove ubicazioni cromosomiche. Dopo
aver isolato il proprio DNA dalla mucosa boccale, una specifica sequenza - che avrà
lunghezza diversa a seconda che la sequenza Alu si sia integrata o meno nel Locus
PV92 del cromosoma 16 - verrà amplificata tramite la reazione a catena della
polimerasi (PCR).
Alu può essere presente (allele +) o assente (allele -) in entrambi i membri della coppia
cromosomica o presente in uno e assente in quello omologo. Dunque, in un individuo,
le possibili combinazioni genotipiche di questi due alleli sono tre: +/+, +/-, -/-.
Le sequenze di DNA amplificate verranno visualizzate attraverso l'elettroforesi su gel di
agarosio, tecnica che separa i frammenti di DNA in base al loro peso molecolare, e
dunque in base alle loro dimensioni.
Poiché i campioni che vengono utilizzati per la PCR sono prelevati dai singoli studenti,
sarà possibile evidenziare la frequenza genotipica di Alu PV92 all'interno della classe.
Dall'analisi dei gel è possibile, infatti, osservare se ciascun individuo è omozigote +/+, /- o eterozigote +/- , confrontare il risultato con quelli di gruppi di nazionalità diverse
mediante l'utilizzo di specifiche banche dati e ricostruire in piccolo un esperimento di
genetica delle popolazioni.
Esercitazioni di Bioinformatica
Difficoltà
Obiettivi didattici
Far conoscere agli studenti le potenzialità della bioinformatica nelle scienze della vita.
Prerequisiti
DNA, acidi nucleici e struttura proteine.
Descrizione
La bioinformatica è il campo della scienza in cui biologia ed informatica si fondono in
un'unica disciplina per facilitare nuove scoperte e determinare nuovi paradigmi
computazionali sul modello dei sistemi viventi. È una materia interdisciplinare poiché
oltre all'informatica e alla biologia coinvolge discipline quali la matematica applicata, la
statistica, la chimica, la biochimica e nozioni di intelligenza artificiale. Dopo una parte
introduttiva sulla bioinformatica uguale per tutti, a seconda dello stage richiesto, gli
studenti potranno svolgere varie attività: consultare banche dati genetiche, acquisire
conoscenze su sequenze di geni e da queste ricavare informazioni sulle proteine
corrispondenti, visualizzare la struttura delle proteine. Gli studenti potranno inoltre
utilizzare semplici programmi di supporto alle pratiche di laboratorio e potranno
effettuare un piccolo studio sulla genetica delle popolazioni.
Gli studenti a fine modulo saranno in grado di interrogare banche dati biologiche e
imparare a gestirle ed utilizzarle per ottenere utili informazioni nel campo delle scienze
della vita.