microarray

microarray

Vetrini sui quali vengono deposti campioni di cDNA (DNA complementare) o sintetizzati oligonucleotidi disposti in file ordinate. I microarray (o chip a DNA, o biochip) permettono di studiare l’espressione di molti geni contemporaneamente e costituiscono, per l’era della biologia postgenomica, una innovazione rivoluzionaria che ha consentito l’analisi del genoma attraverso la costruzione di mappe funzionali o mappe di espressione. Nella metodica che utilizza i chip a DNA, microscopiche gocce di cDNA sono deposte da macchine automatiche su un supporto di vetro; il DNA viene poi essiccato e trattato in modo che si leghi al vetro. Per valutare la funzione dei singoli geni deposti, i chip vengono esposti a specifiche sonde marcate con coloranti fluorescenti e il legame al chip delle molecole della sonda viene saggiato automaticamente per mezzo di fasci di luce laser. In questo modo, basandosi sul segnale luminoso emesso dalla sonda, è possibile evidenziare quali geni sono attivi. Si possono quindi compiere studi molto precisi: per es., seguire la sequenza temporale di attivazione dei geni nei processi embrionali, o identificare il gene candidato per una determinata malattia ereditaria o specifici bersagli per interventi farmacologici. Un secondo protocollo sperimentale consiste nel caricare sul chip file di oligonucleotidi sintetizzati in loco. Il supporto di vetro viene prima protetto da gruppi bloccanti che impediscono al DNA di depositarsi, e successivamente i nucleotidi vengono deposti uno alla volta utilizzando una mascherina forata. Ogni nucleotide porta un gruppo bloccante che ne impedisce l’ulteriore polimerizzazione, a meno che non venga attivato da un fascio di luce laser che passa attraverso i fori della mascherina. Quindi, mediante la successiva applicazione di mascherine e di esposizioni alle soluzioni di nucleotidi opportuni, si può costruire sul chip una serie di oligonucleotidi differenti. Come nel protocollo precedente, il chip viene poi letto mediante la fluorescenza. Con questa tecnologia si definisce l’insieme dei geni rilevanti per un processo, individuando con grande rapidità gli mRNA (RNA messaggero) specificamente trascritti. Sui biochip si possono inoltre sintetizzare ordinatamente oligonucleotidi che presentano tutti i possibili cambiamenti mutazionali della regione genetica che si vuole esaminare, oppure oligonucleotidi complementari a tutte le mutazioni conosciute di un gene umano e osservare l’espressione di questo. (*)

→ Biologia dei sistemi; Evoluzione genetica dell’uomo; Farmacologia clinica; Oncologia