Genetica

I tratti fisici di un organismo, o fenotipo, sono un prodotto del suo genotipo, che è la combinazione di alleli (varianti geniche) ereditati dai suoi genitori. A vari livelli, i geni interagiscono tra loro e i fattori ambientali per generare tratti. La distribuzione di alleli e tratti all'interno di una popolazione è influenzata da una serie di fattori, tra cui la selezione naturale, la migrazione e la deriva genetica casuale.In questo video, JoVE introduce alcune delle scoperte fondamentali...

Per sezionare processi genetici o creare organismi con nuove suite di tratti, gli scienziati possono eseguire incroci genetici o l'accoppiamento intenzionale di due organismi. La ricombinazione del materiale genetico parentale nella prole consente ai ricercatori di dedurre le funzioni, le interazioni e le posizioni dei geni. Questo video esaminerà come le croci genetiche sono state influenti nello sviluppo delle tre leggi di ereditarietà di Mendel, che costituiscono la base della nostra...

Gli schermi genetici sono strumenti fondamentali per definire la funzione genica e comprendere le interazioni geniche. Gli schermi in genere comportano la mutazione dei geni e quindi la valutazione degli organismi interessati per i fenotipi di interesse. Il processo può essere "forward", dove le mutazioni vengono generate in modo casuale per identificare geni sconosciuti responsabili dei fenotipi, oppure può essere "reverse", dove geni specifici sono mirati per la mutazione per osservare quali...

Molte malattie umane sono associate a mutazioni o variazioni nelle sequenze genetiche. Alcune di queste varianti genetiche sono ereditabili, tramandate di generazione in generazione, mentre altre insorgono sporadicamente durante la vita di un organismo e causano malattie come il cancro. I ricercatori stanno cercando di identificare e caratterizzare queste alterazioni genetiche nella speranza di migliorare la diagnosi e le opzioni terapeutiche per i pazienti.In questo video, esamineremo la...

I polimorfismi a singolo nucleotide, o SNP, sono la forma più comune di variazione genetica negli esseri umani. Queste differenze alle singole basi nel DNA spesso non influenzano direttamente l'espressione genica, ma in molti casi possono ancora essere utili per localizzare i geni associati alla malattia o per diagnosticare i pazienti. Sono state stabilite numerose metodologie per identificare, o "genotipizzare", gli SNP.L'introduzione di JoVE alla genotipizzazione SNP inizia discutendo cosa...

La citogenetica è il campo di studio dedicato ai cromosomi e comporta l'osservazione diretta del numero e della struttura cromosomica di una cellula, insieme noti come cariotipo. Molte anomalie cromosomiche sono associate alla malattia. Ogni cromosoma in un cariotipo può essere macchiato con una varietà di coloranti per dare modelli di banding unici. Tecniche più recenti, tra cui l'ibridazione genomica comparativa e l'ibridazione fluorescente in situ (FISH), consentono di rilevare...

L'espressione genica è il processo complesso in cui una cellula utilizza le sue informazioni genetiche per produrre prodotti funzionali. Questo processo è regolato in più fasi e qualsiasi cattiva regolamentazione potrebbe portare a malattie come il cancro. Questo video evidenzia importanti scoperte storiche relative all'espressione genica, compresa la comprensione di come combinazioni distinte di basi di DNA codificano gli amminoacidi che compongono le proteine. Vengono esplorate le questioni...

I microarray sono strumenti importanti per profilare l'espressione genica e si basano sul legame complementare tra sonde attaccate a trucioli di vetro e acidi nucleici derivati da campioni. Utilizzando questi array, gli scienziati possono valutare contemporaneamente l'espressione di migliaia di geni. Inoltre, i profili di espressione di diverse cellule o tipi di tessuto possono essere confrontati, consentendo ai ricercatori di dedurre come l'espressione di diversi geni cambia durante i processi...

Fonte: Pablo Sanchez Bosch2, Sean Corcoran2 e Katja Brückner1,2,31 Eli and Edythe Broad Center of Regeneration Medicine and Stem Cell Research2 Dipartimento di Biologia Cellulare e Tissutale,3 Istituto di ricerca cardiovascolare, Università della California San Francisco, San Francisco, CA, USA Rapid Amplification of cDNA Ends (RACE) è una tecnica che permette l'amplificazione del cDNA a lunghezza intera dall'mRNA estendendosi all'estremità 3' o 5', anche senza previa conoscenza della sequenza...

Tra i diversi metodi per valutare l'espressione genica, il sequenziamento ad alto rendimento dell'RNA o RNA-seq. è particolarmente interessante, in quanto può essere eseguito e analizzato senza fare affidamento sulle precedenti informazioni genomiche disponibili. Durante l'RNA-seq, l'RNA isolato da campioni di interesse viene utilizzato per generare una libreria di DNA, che viene quindi amplificata e sequenziata. In definitiva, l'RNA-seq può determinare quali geni sono espressi, i livelli della...

Fin dai primi giorni della ricerca genetica, gli scienziati hanno notato alcune differenze fenotipiche ereditarie che non sono dovute a differenze nella sequenza nucleotidica del DNA. Le prove attuali suggeriscono che questi fenomeni "epigenetici" potrebbero essere controllati da una serie di meccanismi, tra cui la modifica delle basi citosina del DNA con gruppi metilici, l'aggiunta di vari gruppi chimici alle proteine istoniche e il reclutamento di fattori proteici in siti specifici del DNA...

La metilazione a dinucleotidi CpG è una modificazione chimica del DNA ipotizzata per svolgere un ruolo importante nella regolazione dell'espressione genica. In particolare, la metilazione di cluster di siti di metilazione, chiamati "isole CpG", vicino a promotori e altri elementi regolatori genici può contribuire al silenziamento stabile dei geni, ad esempio durante processi epigenetici come l'imprinting genomico e l'inattivazione del cromosoma X. Allo stesso tempo, la metilazione aberrante di...

Gli istoni sono proteine che aiutano a organizzare il DNA nei nuclei eucariotici fungendo da "impalcature" attorno alle quali il DNA può essere avvolto, formando un complesso chiamato "cromatina". Queste proteine possono essere modificate attraverso l'aggiunta di gruppi chimici e questi cambiamenti influenzano l'espressione genica. I ricercatori utilizzano una tecnica chiamata immunoprecipitazione della cromatina (ChIP) per capire meglio quali regioni del DNA si associano a specifiche...

L'ingegneria genetica – il processo di alterazione intenzionale del DNA di un organismo – è stata utilizzata per creare potenti strumenti di ricerca e organismi modello, e ha anche visto molte applicazioni agricole. Tuttavia, al fine di progettare tratti per affrontare problemi agricoli complessi come la tolleranza allo stress, o per realizzare la promessa della terapia genica per il trattamento delle malattie umane, sono ancora necessari ulteriori progressi nel campo. Considerazioni importanti...

Uno degli strumenti più utilizzati nella biologia moderna è la clonazione molecolare con enzimi di restrizione, che creano estremità compatibili tra frammenti di DNA che consentono loro di essere uniti tra loro. Tuttavia, questa tecnica ha alcune restrizioni che limitano la sua applicabilità per la generazione di costrutti di DNA grandi o complessi. Una tecnica più recente che affronta alcune di queste carenze è la ricombinazione, che modifica il DNA utilizzando la ricombinazione omologa (HR),...

Una tecnica consolidata per modificare sequenze specifiche nel genoma è il targeting genico mediante ricombinazione omologa, ma questo metodo può essere laborioso e funziona solo in alcuni organismi. I recenti progressi hanno portato allo sviluppo del "genome editing", che funziona inducendo rotture a doppio filamento nel DNA utilizzando enzimi nucleasi ingegnerizzati guidati a siti genomici bersaglio da proteine o RNA che riconoscono sequenze specifiche. Quando una cellula tenta di riparare...