Relatrice: dott.ssa Ilaria Pegoretti

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1 Relatrice: dott.ssa Ilaria Pegoretti IL LABORATORIO DI BIOLOGIA MOLECOLARE: introduzione alle tecniche e alle loro applicazioni 26 Novembre 2011 Auditorium Presidio Ospedaliero S.Chiara, Trento

2 Scoperta della struttura del DNA Biologia molecolare: Analisi di singoli geni Partire dalla doppia elica per approdare al genoma umano Era Post-Genomica

3 Genomica è lo studio del genoma degli organismi viventi, cioè della sequenza completa del DNA di una cellula, comprendente l intera informazione genetica di un organismo. Studiare il genoma significa occuparsi della sua struttura, del suo contenuto e della sua evoluzione.

4 i metodi di clonaggio dei geni; sequenziamento del DNA.

5 Come ha affermato J Craig Venter, direttore della Celera Genomics: la sequenza non è che l inizio. Il DNA da l informazione, ora è necessario leggere e interpretare questa informazione. Dato che un gene può determinare la formazione di più di una proteina ed i geni sono circa , si possono ottenere più di proteine differenti, cosa che può spiegare l enorme numero di attività diverse che l organismo può espletare.

6 FEGATO CORTECCIA CEREBRALE MUSCOLO LISCIO

7 E un processo molto complesso e finemente regolato che permette ad una cellula di rispondere dinamicamente sia agli stimoli ambientali che alle sue stesse necessità di cambiamento. IN PASSATO: Un gene Una funzione ADESSO: Un gruppo di geni Una serie di funzioni simultanee

8 dare una valutazione quantitativa della presenza dei trascritti (molecole di mrna) o delle proteine codificate da quel gene nelle cellule in esame.

9 Misurare quantitativamente la presenza dei trascritti nelle cellule in esame è lo scopo della trascrittomica. Lo studio della trascrittomica: evidenziare le modalità e le finalità della cooperazione tra trascritti, in modo da avere una visione globale e non individuale dell attività dei geni. La Trascrittomica è lo studio del trascrittoma, costituito dall insieme dei trascritti dei geni ovvero le molecole di RNA messaggero (mrna).

10 Una visione globale dell attività dei geni è attualmente ottenibile mediante i MICROARRAY che utilizzano l insieme degli mrna estratti dalle cellule di un tessuto preso in esame.

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12 è un analisi che permette di misurare l espressione di un elevato numero di geni contemporaneamente in due campioni cellulari differenti (cellula normale e tumorale) oppure due campioni cellulari uguali ma prima e dopo una determinata terapia o trattamento farmacologico. Il risultato è così un RITRATTO MOLECOLARE.

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15 INFORMAZIONE

16 FASI DI CONTROLLO DEL PROCESSO

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18 Un altro approccio per misurare l espressione genica può essere misurare quantitativamente la presenza delle proteine nelle cellule in esame. Questo è lo scopo della proteomica. La proteomica è lo studio del proteoma, rappresentato dall insieme delle proteine specificate dai geni.

19 L uso di appropriata tecnologia consente di identificare il profilo di espressione proteica, cioè l analisi quantitativa dei livelli di proteine nelle cellule e nei tessuti, la valutazione delle modificazione post-traduzionali e la distribuzione delle proteine a livello sub-cellulare.

20 Tecnica di elezione per lo studio del proteoma Consiste nell accoppiare in maniera sequenziale due sistemi di separazione: Focalizzazione Isoelettrica SDS PAGE (SodioDodecilSolfato-PoliAcrilamide Gel Elettroforesi)

21 FOCALIZZAZIONE ISOELETTRICA SDS-PAGE

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23 MALDI MS (MATRIX ASSISTED LASER DESORPTION IONIZATION MASS SPECTROMETRY) ESI MS (ELECTROSPRAY IONIZATION MASS SPECTROMETRY) TANDEM MS o meglio conosciuta come MS/MS (MASS SPECTROMETRY)

24 Diversi approcci di studio dell espressione genica TRASCRITTOMICA PROTEOMICA che possono convivere e integrarsi, MA esistono anche altre scienze omiche.

25 TRADUTTOMICA lo studio dell insieme di mrna presenti nella fase successiva alla trascrizione ovvero mrna estratti nella fase traduzionalmente attiva a cui sono legati più ribosomi. TRADUTTOMICA TRASCRITTOMICA PROTEOMICA

26 If you will tell me why the fen appears impassable, I then will tell you why I think that I can get across it if I try. Progress, Marianne Moore Se mi direte perché la palude appare insuperabile; allora vi dirò perchè io credo di poterla passare se ci provo. Progress di Marianne Moore