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by admin

(agosto 2003)

La reazione a catena della polimerasi (PCR) è uno strumento importante per molte applicazioni. Per esempio, può essere usata per amplificare un campione di DNA quando non ce n’è abbastanza da analizzare (per esempio un campione di DNA da una scena del crimine, campioni archeologici), come metodo per identificare un gene di interesse, o per testare una malattia.

Il metodo usa primer specificamente progettati che sono complementari alla sequenza da amplificare. I primer forniscono un punto di partenza per l’estensione del DNA da parte di una DNA polimerasi (di solito Taq o Pfu polimerasi). L’amplificazione viene effettuata in cicli. In primo luogo, il campione di DNA viene riscaldato per separare i doppi filamenti. Il campione viene raffreddato lentamente, permettendo ai primer di legarsi. Poi, il campione viene incubato a 72°C in modo che la DNA polimerasi possa estendere i primer, creando un lungo filamento complementare di DNA. In questo modo, un doppio filamento di DNA diventa 2, 2 diventano 4, 4 diventano 8 e così via.

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Figura 1. La PCR è usata per amplificare la quantità di una particolare molecola di DNA in un campione. I primer complementari a particolari regioni del DNA di interesse vengono aggiunti a un campione insieme all’enzima DNA polimerasi. Un filamento complementare di DNA viene costruito usando il primer come elemento iniziale. Il processo può quindi essere ripetuto per il filamento complementare risultante, ottenendo una copia del DNA originale presente nel campione. Con molti cicli come questo, può avvenire l’amplificazione del DNA.

Vedi questa pagina per un’eccellente dimostrazione della PCR.

Come si usa la PCR?

La PCR è diventata uno strumento importante per la diagnosi medica. La PCR può rilevare e identificare batteri e virus che causano infezioni come tubercolosi, clamidia, meningite virale, epatite virale, HIV, citomegalovirus e molti altri. Una volta che i primer sono progettati per il DNA di un organismo specifico, usare la PCR per rilevare la presenza o l’assenza di un patogeno nel sangue o nei tessuti di un paziente è un semplice esperimento.

PCR è anche usato nei test genetici, per determinare se i pazienti sono portatori di una mutazione genetica che potrebbe essere trasmessa ai loro figli (ad esempio, la mutazione che causa la fibrosi cistica) o per determinare il rischio di malattia nei pazienti stessi (ad esempio, una mutazione nel gene BRCA1 predispone una donna al cancro al seno o alle ovaie). La PCR è usata per amplificare il gene, che viene poi sequenziato per cercare mutazioni.

La PCR è usata nel sequenziamento del genoma, incluso il Progetto Genoma Umano. Usando primer casuali (non una sequenza specifica), l’intero genoma di un organismo può essere amplificato a pezzi. Una volta che i pezzi sono amplificati, devono essere sequenziati e poi rimessi insieme per determinare la sequenza del genoma.

Gli scienziati possono raccogliere informazioni sulle relazioni evolutive usando la PCR su campioni antichi. I geni di vari organismi correlati sono amplificati, sequenziati e poi analizzati per somiglianze/differenze. Se due organismi hanno sequenze genetiche molto simili, è molto probabile che siano strettamente correlati.

(Arte di Fan Sozzi)