Come vengono utilizzati i DNA Microarrays nello studio della genomica
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Un microarray di DNA è una raccolta di macchie di DNA attaccate a una superficie solida. Nello studio della genomica, i microarray di DNA possono essere utilizzati per misurare simultaneamente i livelli di espressione di un gran numero di geni o per studiare le diverse regioni di un genoma.
I chip microscopici utilizzati nei microarrays del DNA consistono in sonde altamente specifiche che sono complementari alle sequenze di DNA bersaglio. Queste sonde possono essere una parte dei geni. Quindi, ogni macchia di DNA può contenere un particolare frammento di DNA di un genoma. Le informazioni sulle sequenze del genoma possono essere utilizzate per analizzare il programma trascrizionale completo di un particolare organismo durante i processi di sviluppo o specifiche risposte fisiologiche.
Aree chiave coperte
1. Cosa sono i DNA Microarrays
- Definizione, Scopo, Punti
2. Come vengono utilizzati i DNA Microarrays nello studio della genomica
- Analisi della trascrizione
Termini chiave: cDNA, DNA Microarray, fluorescenza, sequenze del genoma, mRNA, trascrizione
Cosa sono i DNA Microarrays
Il DNA microarray si riferisce ad una collezione di molecole di DNA a singola elica ad alta densità attaccate ad una superficie solida. È usato nell'analisi dell'espressione di migliaia di geni simultaneamente. Generalmente, circa 1 porzione di kb dalla regione codificante di ciascun gene viene applicata a macchie ravvicinate sulla superficie di un vetrino microscopico. Tipicamente, un chip array / gene di 2 × 2 cm contiene circa 6000 macchie di DNA. Viene mostrato un chip di microarray di DNA Figura 1.
Figura 1: DNA Microarray
Come vengono utilizzati i DNA Microarrays nello studio della genomica
I microarrays del DNA possono essere usati per identificare l'espressione dei geni nel genoma. Questo processo include l'isolamento dell'mRNA totale di un particolare tipo di cellule in una condizione fisiologica definita. Quindi vengono eseguite reazioni di trascrizione inversa per produrre cDNA dall'mRNA. Qui, i primer del DNA sono usati insieme ai nucleotidi del DNA che contengono una bassa concentrazione di nucleotidi marcati con colorante fluorescente verde. Questo cDNA è ibridato con le sonde di DNA complementari nel chip. Se si devono confrontare due genomi, il cDNA del secondo genoma può essere etichettato con un colorante fluorescente di un altro colore come il rosso. La procedura di DNA microarray è mostrata in figura 2.
Figura 2: Procedura di DNA Microarray
Il chip genico può essere analizzato sotto il microscopio laser a scansione per l'emissione di fluorescenza. La corretta ibridazione del DNA bersaglio con le sonde del DNA nel microarray del DNA dà il corrispondente colore della fluorescenza. Poiché il DNA microarray viene prodotto applicando sequenze di DNA conosciute, i geni espressi nel genoma possono essere identificati. La conoscenza delle sequenze di DNA ottenute attraverso la genomica è fondamentale nella produzione di microarray di DNA, in particolare per un particolare genoma bersaglio.
Conclusione
I microarray di DNA sono chip microscopici che contengono macchie di sonde di DNA definite. Queste macchie possono essere ibridate con il DNA preparato da un genoma bersaglio per identificare i livelli di espressione in una specifica condizione fisiologica.
Riferimento:
1. Lodish, Harvey. "DNA Microarrays: analisi dell'espressione genomica". Biologia cellulare molecolare. 4a edizione., U.S. National Library of Medicine, 1 gennaio 1970, disponibile qui.
Cortesia dell'immagine:
1. "DNA microarray" di Guillaume Paumier (utente: guillom) - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Schema di microarray" per utente: Larssono - Opera propria dell'uploader originale (dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia
