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Biologia Molecolare

Le numerose tecniche di Biologia Molecolare hanno come obiettivo primario la ricerca di DNA in materiale biologico, e la sua identificazione. La ricerca del DNA può essere eseguita con diverse tecnologie, tutte valide e ripetitive, ma la tecnica principe consiste nella Polymerase Chain Reaction (PCR), che usa cicli ripetuti di sintesi di DNA, indirizzata da Oligoneucleotidi, per eseguire la replicazione in vitro di specifiche sequenza di DNA.

Nella sua forma rudimentale, ciascun ciclo di PCR consiste in tre fasi :
1 - la denaturazione, nella quale il DNA bersaglio viene incubato ad alta temperatura per dividere i due filamnenti e renderli così accessibili alla ibridazione con specifici primers oligonucleotidici;
2 - l’Annealing, durante il quale la miscela di reazione viene raffreddata per permettere l’attacco dei primers alle sequenze a loro complementari;
3 - la reazione di estensione, condotta generalmente a temperatura interemedia, nella quale i primers si estendono sullo stampo del DNA mediante un enzima specifico (DNA polimerasi).

Un tipico protocollo di PCR comprende da 30 a 50 cicli.
Ogni volta che si completa un ciclo, si verifica un teorico raddoppio delle sequenza bersaglio e quindi, eseguendo ripetuti cicli, si ha la possibilità di aumentare progressivamente le sequenze bersaglio amplificate.
Utilizzando la tecnica della PCR è possibile quindi analizzare regioni anche grandi del DNA; possono essere analizzati segmenti del genoma di interesse anche non correlati fra loro (Multiplex PCR) e si possono sviluppare pannelli di test per più di un patogeno da un singolo campione, fino a giungere alla simultanea amplificazione di differenti microsatelliti per definire la trasmissione di diversi caratteri contemporaneamente.

Per rilevare alterazioni specifiche di una sequenza nucleotidica è possibile utilizzare primers e probes specifiche che metteranno in evidenza specifiche mutazioni del DNA, anche quelle puntiformi.
Particolare importanza assumono le tecniche di rivelazione di mutazioni specifiche che sono correlate con differenti malattie genetiche e neoplastiche, considerato che la trasformazione maligna di una cellula è promossa dall’accumulo di mutazioni in classi specifiche di geni. Lo studio di questi geni fornisce la chiave per comprendere i processi alla base delle neoplasie umane.

L’utilizzo mirato di una tecnica rispetto ad un’altra è alla base del laboratorio di Biologia Molecolare che oggi spazia dai campi tradizionali di analisi genetica e di infettivologia a quelle più recenti applicate a vari campi della patologia clinica:
Diagnosi Precoce di neoplasie
Endocrinopatie congenite
Infertilità maschile
Oncologia molecolare in gruppi familiari a rischio, Oncoematologia
Osteoporosi
Paternità e genetica forense
Patologie cardiovascolari
Diagnostica molecolare delle iperlipoproteinemie
Determinanti genetici del rischio ossidativi
Resistenza ai farmaci.