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L'azienda > Biologia molecolare |
BIOLOGIA MOLECOLARE
I CAMPI D'INDAGINE SONO NUMEROSI
A) |
Virologia e batteriologia (HBV, HCV, HIV) |
B) |
Identificazione tumorale |
C) |
Identificazione forense (analisi di paternità) |
D) |
Studio di malattie ereditarie |
E) |
Individuazioni di mutazioni |
F) |
Analisi di infertilità |
ALLA SCOPERTA DEL GENE
Articolo tratto da "Notizie BREVI dal Policlinico di Milano" - inserto del n.4 - 1996
" La biologia molecolare ha determinato una svolta senza precedenti nella diagnostica di laboratorio. Èoggi possibile definire con accuratezza i geni che codificano le proteine responsabili delle molteplici attività svolte dalle cellule del nostro organismo. Nel Centro trasfusionale tecniche di biologia molecolare sono impiegate nella definizione del sistema HLA e degli antigeni eritrocitori e piastrinici, nella diagnostica virale, nello studio dei difetti della membrana eritrocitaria".
GENERALITA'
Fino agli inizi degli anni Ottanta le tecniche di laboratorio utilizzate nei Centri trasfusionali, quali tipizzazione tissutale o HLA, tipizzazione entrocitaria e piastrinica, diagnostica virale e definizione dei difetti della membrana eritrocitaria, sono state confinate ai test sierologici, cellulari e di biochimica. Queste tecniche, pur migliorate nel corso degli anni, presentano ancora molte limitazioni, alcune delle quali intrinseche ai metodi (necessità ad esempio di utilizzare cellule fresche e vitali), altre legate alla variabilità del materiale biologico e alla disponibilità di reagenti reperibili commercialmente, altre ancora dovute alla scarsa sensibilità di queste metodiche volte essenzialmente a definire le caratteristiche delle sostanze o antigeni presenti nelle strutture cellulari o nel plasma.
Più di recente, la possibilità di isolare, amplificare e analizzare specifiche sequenze dell’acido desossinibonucleico (DNA) ha aperto un nuovo scenario nel laboratorio fornendo la possibilità di caratterizzare la matrice, ossia di definire i geni che codificano le proteine ed ogni altra sostanza responsabile delle attività svolte dalle cellule del nostro organismo.
I metodi che impiegano la biologia molecolare presentano il grande vantaggio di non essere dipendenti dal tipo di cellule esaminate (l’espressione maggiore o minore degli antigeni sulla superficie cellulare è irrilevante) e dalla disponibilità di buoni sieri tipizzanti perché la funzione svolta dal siero viene sostituita da sonde molecolari che possono essere prodotte su scala industriale e sono quindi inesauribili. Inoltre, la biologia molecolare permette di identificare più precocemente alcune patologie.
Il primo passo verso la realizzazione di questi metodi è rappresentato dalla scoperta del DNA come materiale biologico e dalla sua definizione chimica. Giè neI 1869 Friednich Miescher isolava filamenti di DNA dal nucleo di cellule ematiche e nel 1909 il genetista Wilhelm Johansen definiva le unità di ereditarietà o geni, raggruppati esclusivamente nei cromosomi. Ma un fondamentale passo avanti si compie negli anni '40 con la scoperta, tramite diffrazione ai raggi X, della struttura del DNA da parte di Maurice Wilkins e Rosalind Franklin. NeI 1944 Oswald Avery è in grado di dimostrare che il DNA è responsabile della trasmissione ereditaria.
Sulla base di questi studi James Watson e Francis Cnick nel 1953 costruirono un modello, tuttora valido (vedi immagine di fondo pagina), in cui delle basi azotate appaiate attraverso ponti di idrogeno mantenevano uniti due filamenti avvolti su se stessi in una struttura a doppia elica.
La piena comprensione del funzionamento del DNA come depositano dell'informazione genetica si ebbe a partire dagli anni '60 con la scoperta delle leggi chimico-fisiche che regolano la denaturazione e l'accoppiamento di DNA complementare (Julius Marmur e Paul Doty neI 1960). Tali studi culminarono con la completa delucidazione del codice genetico nel 1966 (Nieremberg, Ochoa, Khorana).
Nei decenni successivi vi è stato un enorme sviluppo degli studi di biologia molecolare. La scoperta, neI 1983 da parte del biochimico americano Kary B. MulIis, della Polymerase Chain Reaction o reazione di polimerizzazione a catena e il superamento della necessità di utilizzare radioisotopi hanno permesso di introdurre nella routine molte di queste tecniche, un tempo patrimonio esclusivo di sofisticati laboratori di ricerca.
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Struttura e replicazione del DNA
 Il DNA è un polimero costituito da quattro diversi tipi di molecole organiche chiamate nucleotidi, a loro volta formati da quattro composti o basi azotate: adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G) attaccate ad una molecola di zucchero (desossiribosio) e ad un gruppo fosfato. I gruppi zuccherofosfato sono legati chimicamente sino a formare una catena. Le basi nelle due catene di nucleotidi possono legarsi tra loro, attraverso legami idrogeno, ma l'appaiamento resta costante: l'adenina si accoppia con la timina e la citosina con la guanina.
È attraverso questi legami che due catene di DNA con sequenze complementari si uniscono per formare un'unica catena a doppia elica, di forma attorcigliata simile ad una scala a pioli, che rappresenta la configurazione normale del DNA cellulare.
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