Ingegneria Genetica

Di Micaela Bonito.

La clonazione e la transgenesi: due argomenti di ingegneria genetica e i casi di gemellarità

Argomenti trattati: Cenni di ingegneria genetica: la clonazione e la transgenesi - Gemellarità

Cenni di ingegneria genetica: la clonazione e la transgenesi

Decorso della clonazioneRottura delle cellule col gene da clonare mediante un frullatore e per trattamento con un detergente.
Estrazione del DNA: le molecole di DNA vengono avvolte attorno a una bacchetta di vetro, che poi viene estratta dalla miscela di cellule rotte.
Taglio del DNA cellulare in corrispondenza di particolari zone, tramite endonucleasi di restrizione (forbici molecolari).
Viene anche tagliato il vettore di clonaggio (fago o plasmide) ⇒ breve tratto di DNA circolare infettivo, che può passare attraverso la membrana delle cellule e moltiplicarsi al loro interno.
Esso viene estratto da batteri. Miscelazione dei due tipi di DNA.
Legame dei frammenti di DNA (umano o altro) a vettori di clonaggio tramite DNA-ligasi. L'inserimento produce una molecola di DNA chimeriso (in parte gene e in parte vettore di clonaggio) o DNA ricombinante.
Trasferimento del DNA in una cellula-ospite (batterio o lievito) grazie ai vettori di clonaggio.
Formazione di un clone tramite moltiplicazione della cellula ospite Ogni clone contiene, oltre al proprio DNA, anche il frammento di DNA: così, questo gene può essere trasferito in una cellula di altro tipo.
La clonazione genica serve perciò a trasferire da un organismo a un altro frammenti di

DNA, alcuni dei quali altereranno permanentemente, in modo utile e prevedibile, le caratteristiche biochimiche dell'organismo ospite.
Si noti che i ceppi bat­terici utilizzati per la clonazione genica non sopravvivono bene fuori dal laboratorio; in gran parte sono geneticamente mutilati e spesso hanno bisogno di speciali sostanze nutritive per poter crescere.

Transgenesi ⇒ si ottengono ceppi di cellule embrionali indifferenziate in coltura, manipolabili come cellule somatiche. In seguito, tramite transfezione e selezione, si ottengono cellule embrionali modificate col gene voluto. Queste cellule modificate vengono impiantate in una blastociste assieme alle cellule embrionali normali, poi si reimpianta la blastociste nell’organismo (es. topo).
Si ottengono così topi transgenici (chimere), formati in parte da cellule normali e in parte da cellule modificate.
Questi topi vengono incrociati con quelli che hanno fornito le blastocisti, si rivelano tra i discendenti i transgenici eterozigoti e si reincrociano tra loro, ottenendo infine topi transgenici omozigoti.
Altri importanti metodi per ottenere organismi transgenici (es. mais) sono l’infezione tramite organismo-taxi e il cannone a DNA (vedi geo).

Gemellarità

In Europa l’1% delle gravidanze sono gemellari.
Esistono due tipi di gemelli:
1) gemelli dizigotici: (o biovulari o fraterni), si hanno quando 2 ovuli diversi sono fecondati da 2 spermatozoi diversi, più o meno allo stesso tempo;
2) gemelli monozigotici: derivano da cellule staccatesi nei primi stadi di sviluppo di un unico zigote, nato dalla fecondazione di un unico ovulo.

Tali gemelli saranno identici, sia nel genotipo, sia nel fenotipo. Possono formarsi:

  • per separazione delle prime cellule dopo la 1° divisione dello zigote
  • per formazione di una singola massa di cellule che poi si divide
  • per sviluppo di 2 masse cellulari interne
  • per divisione molto tardiva ⇒ incompleta ⇒ gemelli coniugati o siamesi.

Negli annessi embrionali possono verificarsi 4 possibilità:

A) amnios, corion e placenta separati (mono e di)
B) amnios,corion separati,placenta unita (mono e di)
C) amnios separati, corion e placenta uniti (mono)
D) amnios, corion e placenta uniti (mono)

I gemelli sono molto utili per determinare e studiare l’ereditarietà.
Iìnfatti il confronto tra gemelli mono e dizigotici sono uno dei maggiori strumenti informativi nella genetica umana.
Un esempio è la presenza delle lentiggini: nelle coppie di MZ, la percentuale di concordanza è del 100%, invece nei DZ è del 73% ⇒ la presenza delle lentiggini è dovuta al genotipo. In altri casi c’è però l’impatto dell’ambiente, che ha un ruolo assai rilevante.