Come sono usati gli enzimi di restrizione nel DNA Fingerprinting
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Gli enzimi di restrizione sono un tipo di endonucleasi che può essere utilizzato per tagliare il DNA a doppio filamento in regioni specifiche. Permettono ai ricercatori di ottenere i frammenti di DNA desiderati dal DNA genomico. Nel DNA fingerprinting, gli enzimi di restrizione possono essere utilizzati per tagliare il DNA per ottenere il modello di bande di STR.
Gli enzimi di restrizione sono endonucleasi che tagliano il DNA a doppio filamento a metà del filamento in sequenze specifiche. Vengono utilizzati in un'ampia varietà di studi genomici quali la tecnologia del DNA ricombinante, la clonazione molecolare, l'analisi del polimorfismo del restringimento del frammento (RFLP), la mappatura del DNA, ecc. Il DNA fingerprinting è una tecnica utilizzata nelle biotecnologie per la determinazione delle caratteristiche del DNA o del Profilo del DNA di un particolare organismo. Il profilo DNA viene generato in base a un tipo di elementi ripetuti noti come brevi ripetizioni in tandem (STR). Durante l'impronta digitale del DNA, le regioni STR vengono digerite con enzimi di restrizione per ottenere uno schema di bande chiamato profilo DNA.
Aree chiave coperte
1. Cosa sono gli enzimi di restrizione
- Definizione, Caratteristiche, Funzione
2. Come sono usati gli enzimi di restrizione nel DNA Fingerprinting
- Ruolo della restrizione Enzimi nel DNA Fingerprinting
Termini chiave: DNA Fingerprinting, Enzimi di restrizione, Siti di riconoscimento di restrizione, Short Tandem Repeats (STRs)
Cosa sono gli enzimi di restrizione
Gli enzimi di restrizione sono le endonucleasi che separano il DNA a doppio filamento in specifiche sequenze di DNA conosciute come siti di riconoscimento delle restrizioni. Quindi, sono un tipo di forbici biochimiche. Gli enzimi di restrizione sono prodotti naturalmente dai batteri per la difesa dai batteriofagi. Questi enzimi sono isolati dai batteri e sono usati per tagliare il DNA in laboratorio. La capacità degli enzimi di restrizione di tagliare il DNA in una posizione precisa consente ai ricercatori di isolare i frammenti di DNA desiderati dal DNA genomico. L'azione di due enzimi di restrizione è mostrata in Figura 1.
Figura 1: Enzimi di restrizione
Come sono usati gli enzimi di restrizione nel DNA Fingerprinting
Nel fingerprinting del DNA, i pattern degli elementi ripetuti chiamati short tandem repeats (STRs) sono sottoposti ad analisi. Le STR si trovano nelle regioni centromeriche dei cromosomi e appartengono alle regioni non codificanti del genoma. Quindi, le STR sono un tipo di DNA satellite. Quindi, sequenze corte di nucleotidi (2-6 coppie di basi) vengono ripetute un numero variabile di volte in STR. Poiché gli individui hanno un diverso numero di STR in un dato luogo. Pertanto, il profilo del DNA è unico per un particolare individuo. In questo senso, le impronte digitali del DNA possono essere utilizzate nell'individuazione di individui nei test di paternità e nelle indagini forensi. La tecnica di fingerprinting del DNA è stata sviluppata da Sir Alec Jeffreys nel 1984. La procedura di impronta del DNA è descritta di seguito.
- Il DNA deve essere isolato da un dato campione biologico come sangue, saliva, sperma, ecc.
- Le regioni STR vengono amplificate mediante PCR per ottenere una notevole quantità di DNA.
- Il DNA amplificato può essere sottoposto a digestione con enzimi di restrizione.
- I frammenti possono essere separati mediante elettroforesi su gel in base alla loro dimensione.
Sono mostrati diversi modelli di bande di STR in diversi individui figura 2.
Figura 2: schemi STR
Generalmente, il DNA umano consiste di 700.000 siti di riconoscimento delle restrizione in tutto il genoma. Pertanto, è possibile trovare un numero considerevole di siti di riconoscimento delle restrizioni all'interno delle regioni STR. Tagliando le STR per enzimi di restrizione in un particolare sito di riconoscimento di restrizione, è possibile ottenere un modello di bande. A causa del numero variabile di ripetizioni nelle regioni STR, anche il modello di banding è diverso per individuo.
Conclusione
Gli enzimi di restrizione sono un tipo di endonucleasi che può essere utilizzato per tagliare il DNA a doppio filamento in regioni specifiche. Permettono ai ricercatori di ottenere i frammenti di DNA desiderati dal DNA genomico. Nel DNA fingerprinting, gli enzimi di restrizione possono essere utilizzati per tagliare il DNA per ottenere il modello di bande di STR.
Riferimento:
1. "DNA Fingerprinting". Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 15 febbraio 2016, disponibile qui.
Cortesia dell'immagine:
1. "TaiIMae" di Inks002 in lingua inglese Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "D1S80Demo" di PaleWhaleGail su Wikipedia inglese (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
