La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Le tecniche della biologia molecolare. Lezione 4.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Le tecniche della biologia molecolare. Lezione 4."— Transcript della presentazione:

1 Le tecniche della biologia molecolare

2 Lezione 4

3 Domanda! Perché dopo un vaccino ci si può sentire poco bene? Prova tu a rispondere e poi continua a leggere….

4 La biologia molecolare Introduzione DNA ricombinante DNA ricombinante - applicazioni VacciniAlcuni tipi di vacciniVaccini: curiosità Studia le molecole complesse presenti nella cellula Tecniche della biologia molecolare DNA, RNA e PROTEINE Prese da altre discipline (genetica, fisica, biochimica, …) Applicate nell’ingegneria genetica e in biotecnologie

5 Il DNA ricombinante L’ingegneria genetica nasce dalla possibilità di trasferire brevi segmenti di DNA di un organismo al DNA di un organismo diverso. TECNOLOGIA DEL DNA RICOMBINANTE La TECNOLOGIA DEL DNA RICOMBINANTE permette di creare e duplicare geni e proteine, isolando e ricombinando fra loro segmenti di DNA di diversa provenienza. Introduzione DNA ricombinante DNA ricombinante - applicazioni VacciniAlcuni tipi di vacciniVaccini: curiosità

6 Il DNA ricombinante 4 FASI FASE 1: Estrarre il DNA e frammentarlo in segmenti definiti FASE 2: Isolare il segmento contenente il gene di interesse FASE 3: Amplificare i frammenti di interesse FASE 4: Trasferire il segmento di DNA all’interno di una cellula ospite, dove quel gene verrà duplicato ed espresso Introduzione DNA ricombinante DNA ricombinante - applicazioni VacciniAlcuni tipi di vacciniVaccini: curiosità

7 Il DNA ricombinante Per tagliare il DNA si utilizzano enzimi di restrizione che individuano e tagliano la molecola di DNA solo in particolari siti caratterizzati da una sequenza di basi azotate. Sono stati scoperti molteplici tipi di enzimi di restrizione che permettono di tagliare la molecola di DNA ciascuna in una specifica sequenza di basi azotate Fase 1: Estrarre il DNA e frammentarlo in segmenti definiti Introduzione DNA ricombinante DNA ricombinante - applicazioni VacciniAlcuni tipi di vacciniVaccini: curiosità

8 Il DNA ricombinante I segmenti tagliati, detti frammenti di restrizione, hanno lunghezze disuguali RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism): polimorfismi dei frammenti di restrizione Fase 2: Isolare il segmento contenente il gene di interesse Differenze nel DNA di ogni organismo: anche le sequenze di DNA omologhe sono diverse Tecnica di separazione: ELETTROFORESI SU GEL Introduzione DNA ricombinante DNA ricombinante - applicazioni VacciniAlcuni tipi di vacciniVaccini: curiosità

9 Il DNA ricombinante carica negativa data dai gruppi fosfato I segmenti vengono separati in base alla minore/maggiore migrazione all’interno del gel Tecnica di separazione: ELETTROFORESI SU GEL Diversa lunghezza (e peso) I segmenti di DNA hanno I frammenti più piccoli si muovono con velocità maggiore serve da supporto e da setaccio molecolare Il gel È immerso in un capo elettrico Introduzione DNA ricombinante DNA ricombinante - applicazioni VacciniAlcuni tipi di vacciniVaccini: curiosità

10 Il DNA ricombinante Non sempre si ha a disposizione abbastanza DNA per applicare l’analisi dei frammenti di restrizione PRC (Polymerase Chain Reaction): tecnica che permette di amplificare (clonare) in provetta un segmento di DNA Fase 3: Amplificare i frammenti di interesse Il DNA da duplicare viene denaturato (separazione dei due filamenti) e aggiunto a una miscela formata da monomeri di nucleotidi e DNA-polimerasi (enzimi) Ad ogni ciclo ciascun filamento viene completato dal suo complementare, duplicando il DNA di partenza … … … … I ciclo II ciclo III ciclo 1 molecola 2 molecole 2 2 = 4 molecole 2 3 = 8 molecole Introduzione DNA ricombinante DNA ricombinante - applicazioni VacciniAlcuni tipi di vacciniVaccini: curiosità

11 Il DNA ricombinante Le cellule in cui è più facile inserire il DNA sono i batteri. Fase 4: Trasferire il segmento di DNA all’interno di una cellula ospite, dove quel gene verrà duplicato ed espresso Nei batteri è presente un'unica molecola di DNA circolare a doppia catena, per questo motivo risulta più semplice trasferirvi segmenti di DNA estranei. DNA batterico BATTERIO DNA estraneo Spesso inserito sotto forma di plasmide Introduzione DNA ricombinante DNA ricombinante - applicazioni VacciniAlcuni tipi di vacciniVaccini: curiosità

12 Il DNA ricombinante Tramite la clonazione si possono ottenere copie del batterio modificato. Si può quindi estrarre dai batteri le copie dei geni oppure ottenere le proteine codificate dal gene inserito. DNA ricombinato Molte copie del gene Molte proteine codificate dal gene Introduzione DNA ricombinante DNA ricombinante - applicazioni VacciniAlcuni tipi di vacciniVaccini: curiosità

13 Il DNA ricombinante: applicazioni MEDICINA: Produzione dell’insulina Sintesi di vaccini e farmaci Fecondazione artificiale AGRICOLTURA: Creazioni di piante più resistenti Eliminazione di rifiuti tossici INDUSTRIA: Produzione di vitamine per la cosmesi Produzione di biocarburanti Le applicazioni della tecnologia del DNA ricombinante sono molteplici e anche in futuro questa tecnica, insieme ad altre tecniche di biologia molecolare, potranno portare progressi notevoli in svariati campi. IntroduzioneDNA ricombinante DNA ricombinante - applicazioni VacciniAlcuni tipi di vacciniVaccini: curiosità

14 Vaccini I vaccini si basano su due caratteristiche del sistema immunitario SpecificitàMemoria Per ogni antigene (sostanza estranea) si attiva una specifica risposta immunitaria In seguito alla risposta primaria alcuni globuli bianchi che fungono da memoria Se si ricontrae la malattia il sistema immunitario è pronto a reagire creando velocemente gli anticorpi IntroduzioneDNA ricombinante DNA ricombinante - applicazioni Vaccini Alcuni tipi di vacciniVaccini: curiosità

15 Vaccini I vaccini Sono microrganismi patogeni (responsabili dell’insorgenza della malattia). Trattati in modo da: Provocano una infezione minima (che non fa insorgere la malattia) Non fa insorgere la malattia Scatena la risposta immunitaria primaria Si creano i globuli bianchi che difendono dalla malattia Antigeni = falsi invasori che scatenano la risposta immunitaria perdere le proprietà infettive Mantenere le proprietà antigene (che stimolano il sistema immunitario alla produzione di anticorpi) IntroduzioneDNA ricombinante DNA ricombinante - applicazioni Vaccini Alcuni tipi di vacciniVaccini: curiosità

16 Vaccini a DNA Vaccini basati sulla tecnologia del DNA ricombinante Non viene iniettato direttamente l’antigene Sperimentazioni per vaccini antitumorali Viene iniettato un batterio con DNA ricombinato che contiene il gene che codifica l’antigene L’organismo stesso produce l’antigene Migliore risposta immunitaria IntroduzioneDNA ricombinante DNA ricombinante - applicazioni Vaccini Alcuni tipi di vacciniVaccini: curiosità

17 Alcuni tipi di vaccini Esistono quindi diversi tipi di vaccini, a seconda della modalità in cui vengono preparati Vaccini di 2° generazione Microrganismi in condizioni particolari vaccini sintetici vaccini da microrganismi vivi/attenuati vaccini da microrganismi inattivati Esempio: Vacc. Morbillo, Vacc. Poliomielite (Sabin) Microrganismi uccisi Esempio: Vacc. Poliomielite (Salk) Immunizzazione contro la tossina in questione tramite la produzione in laboratorio di una antitossina Esempio: Vacc. Tetano Prodotti dell’ingegneria genetica o da tecniche come quella del DNA ricombinante Esempio: Vacc.Epatite B Esistono 2 vaccini per la Poliomielite IntroduzioneDNA ricombinante DNA ricombinante - applicazioni Vaccini Alcuni tipi di vaccini Vaccini: curiosità

18 Vaccini: Curiosità Può succedere che i giorni seguenti a un vaccino ci si senta spossati. Il vaccino infatti è spesso ricavato da un organismo patogeno ma inattivato in modo da scatenare la reazione immunitaria primaria senza causare la malattia. Dopo aver fatto il vaccino però i nostri anticorpi saranno pronti a difenderci da un reale contagio. IntroduzioneDNA ricombinante DNA ricombinante - applicazioni VacciniAlcuni tipi di vaccini Vaccini: curiosità

19 Le tecniche della biologia molecolare ESERCIZI

20 Completa lo schema della tecnica del DNA ricombinante con le seguenti parole: Isolamento del segmento di DNA Estrazione e frammentazione del DNA Trasferimento del DNA ricombinante Amplificazione del DNA …………… Le tecniche della biologia molecolare …………… Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 4

21 Soluzione Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase 4 Trasferimento del DNA ricombinante Isolamento del segmento di DNA Estrazione e frammentazione del DNA Amplificazione del DNA

22 Indica se ogni affermazione è vera (V) o falsa (F): Gli enzimi di restrizione vengono utilizzati per duplicare il DNA □ V□ F Gli enzimi di restrizioni riconoscono particolari sequenze di DNA □ V□ F Tutti i segmenti di DNA isolati hanno la stessa lunghezza □ V□ F L’elettroforesi su gel permette di separare i frammenti di DNA □ V□ F I frammenti di DNA hanno carica negativa data dai gruppi fosfato □ V□ F La PCR avviene in una miscela di monomeri di nucleotidi e DNA polimerasi □ V□ F I batteri con DNA ricombinato perdono la possibilità di duplicarsi □ V□ F La tecnologia del DNA ricombinante ha permesso di sintetizzare particolari proteine □ V□ F La memoria è una caratteristica del nostro sistema immunitario □ V□ F I vaccini sono trattati in modo da perdere le proprietà antigene □ V□ F Il vaccino antitetanico è ottenuto creando in laboratorio un’antitossina □ V□ F Le tecniche della biologia molecolare

23 Soluzione Gli enzimi di restrizione vengono utilizzati per duplicare il DNA □ V□ F Gli enzimi di restrizione riconoscono particolari sequenze di DNA □ V□ F Tutti i segmenti di DNA isolati hanno la stessa lunghezza □ V□ F L’elettroforesi su gel permette di separare i frammenti di DNA □ V□ F I frammenti di DNA hanno carica negativa data dai gruppi fosfato □ V□ F La PCR avviene in una miscela di monomeri di nucleotidi e enzimi □ V□ F I batteri con DNA ricombinato perdono la possibilità di duplicarsi □ V□ F La tecnologia del DNA ricombinante ha permesso di sintetizzare particolari proteine □ V□ F La memoria è una caratteristica del nostro sistema immunitario □ V□ F I vaccini sono trattati in modo da perdere le proprietà antigene □ V□ F Il vaccino antitetanico è ottenuto creando in laboratorio un’antitossina □ V□ F

24 Individua la risposta corretta: Partendo da una molecola di DNA, dopo 4 cicli quante molecole di DNA produce la PCR?  A) 2  B) 4  C) 16  D) 32 Un vaccino ha il compito di:  A) scatenare la difesa immunitaria secondaria  B) scatenare la difesa immunitaria primaria  C) curare una malattia  D) creare globuli rossi Quali di questi vaccini è creato da microrganismi vivi/attenuati?  A) Vaccino antitetanico  B) Vaccino contro il morbillo  C) Vaccino contro l’epatite B  D) Nessuno dei precedenti Le tecniche della biologia molecolare

25 Soluzione Partendo da una molecola di DNA, dopo 4 cicli quante molecole di DNA produce la PCR?  A) 2  B) 4  C) 16  D) 32 Un vaccino ha il compito di:  A) scatenare la difesa immunitaria secondaria  B) scatenare la difesa immunitaria primaria  C) curare una malattia  D) creare globuli rossi Quali di questi vaccini è creato da microrganismi vivi/attenuati?  A) Vaccino antitetanico  B) Vaccino contro il morbillo  C) Vaccino contro l’epatite B  D) Nessuno dei precedenti

26 Inserisci nel riquadro verde l’esempio corretto: Tipologie di vaccini Vaccini di 2° generazione vaccini sintetici vaccini da microrganismi vivi/attenuati vaccini da microrganismi inattivati Vacc. Poliomielite (Sabin) Vacc. Poliomielite (Salk) Vacc. Tetano Vacc.Epatite B Le tecniche della biologia molecolare

27 Soluzione Inserisci nel riquadro verde l’esempio corretto: Tipologie di vaccini Vaccini di 2° generazione vaccini sintetici vaccini da microrganismi vivi/attenuati vaccini da microrganismi inattivati Vacc. Poliomielite (Sabin) Vacc. Poliomielite (Salk) Vacc. Tetano Vacc.Epatite B


Scaricare ppt "Le tecniche della biologia molecolare. Lezione 4."

Presentazioni simili


Annunci Google