Copie dei geni, reazione a catena della polimerasi

La reazione a catena della polimerasi (PCR) avviene in un cosiddetto termociclatore. Immagine: CanStockPhoto

La reazione a catena della polimerasi è un metodo grazie al quale è possibile copiare un determinato frammento di DNA, ad esempio un certo gene, presente su un filamento genetico composto da centinaia di migliaia di lettere e di produrne in tempi brevi migliaia di copie.

I ricercatori copiano dei frammenti di DNA così da avere abbastanza materiale sul quale lavorare. In seguito possono, per esempio, cercare se sono presenti errori d'ortografia in un gene e scoprire se ne deriva una malattia.

A questo proposito, il ricercatore deve sapere con quali lettere inizia e finisce il gene d'interesse.

Per la reazione a catena della polimerasi c'è bisogno di:

    • Primers (iniziatori): corti frammenti di DNA a singolo filamento identici all'inizio e alla fine del gene che dev'essere copiato.
    • DNA polimerasi: enzima che può copiare il DNA a partire dal primer.
    • Una grande quantità dei quattro elementi che costituiscono il DNA, ovvero A, T, G e C.
    • Un apparecchio con cui si possa regolare automaticamente la temperatura.

Il ricercatore mescola i primers, la DNA polimerasi e gli elementi costitutivi del DNA A, T, G e C in una provetta e la pone nell'apparecchio.

I cicli di replicazione

Il trattamento prosegue a tappe, ognuna caratterizzata da una precisa temperatura.

  • 94°C: I due filamenti di DNA si separano, producendo DNA a singolo filamento. Questo processo viene chiamato "denaturazione".
  • 60°C: I primers corrispondenti si fissano all'inizio e alla fine di ciascun singolo filamento di DNA, nel punto in cui si trova il gene d'interesse. Si parla di "appaiamento".
     
  • 72°C: Il duplicatore di DNA, la DNA polimerasi, si mette al lavoro. Comincia dove ci sono i primers e aggiunge gli elementi costitutivi uno dopo l'altro, seguendo la sequenza complementare. È la fase dell' "elongazione".

Si formano così due doppi filamenti di DNA identici tra loro. Questo ciclo a tre stadi può essere ripetuto più volte. Da un gene se ne ottengono così due, poi quattro, poi otto e via dicendo. Siccome un ciclo dura circa tre minuti, in un'ora si possono produrre più di un milione di copie del gene.

Video sul tema

Il contenuto proviene dall’ex sito internet gene-abc.ch, che è stato integrato nel sito internet di SimplyScience.ch nel gennaio 2016. Geni ABC era un’iniziativa del Fondo Nazionale Svizzero per la ricerca scientifica e viene mandato avanti dalla fondazione SimplyScience.