La biologia molecolare è un settore della biologia volto allo studio degli esseri viventi attraverso l’analisi dei meccanismi molecolari che stanno alla base della loro fisiologia.
Nella biologia molecolare, in particolare, vengono studiate le interazioni tra le macromolecole (proteine e acidi nucleici DNA e RNA) e vengono utilizzate tecniche specifiche per l’analisi, la rilevazione, la manipolazione, il clonaggio e l’amplificazione degli acidi nucleici. Cerchiamo dunque di approfondire le principali tecniche della biologia molecolare ed eventuali tecniche innovative introdotte grazie alla continua evoluzione della ricerca scientifica.
Principali tecniche della biologia molecolare
Tra le principali tecniche utilizzate nel settore della biologia molecolare troviamo:
Clonaggio di espressione
La tecnica definita clonaggio di espressione è basilare nel settore della biologia molecolare poiché permette lo studio delle funzioni delle proteine. In questa specifica tecnica, il DNA di una proteina di interesse viene clonato in un plasmide, vettore di espressione. Il plasmide può essere inserito in cellule batteriche o animali seguendo differenti processi ma, in ogni caso, quando il DNA che codifica la proteina di interesse è all’interno della cellula, la proteina in questione può essere espressa e analizzata.
Elettroforesi su gel
L’elettroforesi su gel è una delle tecniche principali della biologia molecolare e permette di separare DNA, RNA e proteine sfruttando un campo elettrico. In particolare, tramite questa tecnica è possibile separare acidi nucleici in base alle dimensioni e proteine in base alle dimensioni o alla carica elettrica utilizzando un gel di poliacrilammide.
Reazione a catena della polimerasi (PCR)
La PCR è una tecnica molto utile e versatile utilizzata per copiare il DNA. La tecnica PCR, attraverso una reazione enzimatica condotta mediante polimerasi termostabile, permette di copiare milioni di volte un frammento di DNA. Si tratta dunque di una tecnica che può essere utilizzata per molteplici scopo di ricerca o diagnostica.
Southern blot
Questa tecnica serve ad analizzare le specifiche sequenze di DNA all’interno un campione specifico di DNA. Si tratta di una tecnica attualmente non molto utilizzata e spesso sostituita dalla tecnica PCR, tuttavia il Southern blot può essere utilizzato per altre tipologie di applicazioni.
Northern blot
La tecnica Northern blot è utilizzata per studiare l’espressione di specifiche molecole di RNA da specifici campioni in comparazioni relative. Questa tecnica si presenta come una combinazione di elettroforesi su gel di RNA denaturato e di un blotting; un metodo, questo, per trasferire proteine, DNA o RNA su un vettore.
Western blot
La tecnica Western blot serve a separare le proteine in base alle dimensioni; poi le trasferisce su una membrana di supporto, quasi sempre di nylon oppure nitrocellulosa. La membrana può essere sondata con soluzioni di anticorpi e questi ultimi, che legano specificamente la proteina, possono essere visualizzati con tecniche diverse.
Nuove tecniche della biologia molecolare
Grazie all’evoluzione della scienza sono nate inoltre nuove tecniche di biologia molecolare come il sequenziamento ad alta capacità, in grado di portare vantaggi significativi nell’identificazione di un virus anche laddove il suo genoma sia in circolo a bassissime concentrazioni. E ancora, è doveroso sottolineare lo sviluppo della tecnologia diagnostica nei sistemi di estrazione e amplificazione: piattaforme automatizzate di biologia molecolare in grado di processare molti campioni contemporaneamente. Inoltre, i progressi della biologia molecolare mettono oggi a disposizione strumenti che permettono di progettare le caratteristiche genetiche desiderate, un approccio descritto come “biologia sintetica”.
