1. Mappatura genetica:
* Analisi del collegamento: Questa tecnica classica analizza i modelli di eredità dei marcatori genetici (come SNP o microsatelliti) insieme a un tratto di interesse (come una malattia). Se i marcatori e il tratto tendono ad essere ereditati insieme, sono probabilmente vicini al cromosoma. Questo metodo è stato determinante nella mappatura dei geni per molte malattie ereditarie.
* Frequenza di ricombinazione: Gli eventi di ricombinazione durante la meiosi scambiano materiale genetico tra i cromosomi. La frequenza di ricombinazione tra due marcatori è proporzionale alla distanza tra loro. Questo aiuta a creare mappe genetiche che mostrano distanze relative tra i geni.
2. Mappatura fisica:
* Banding cromosomico: I cromosomi sono colorati con coloranti per rivelare modelli di banda caratteristici. Questi modelli sono unici e consentono l'identificazione e la localizzazione di regioni cromosomiche specifiche.
* Ibridazione in situ fluorescenza (pesce): Le sonde di DNA marcate in modo fluorescente vengono utilizzate per ibridare a regioni specifiche di cromosomi. I segnali di fluorescenza rivelano la posizione delle sequenze di DNA mirate.
* Librerie di cloni: I frammenti di DNA che rappresentano l'intero genoma umano sono clonati e conservati nelle biblioteche. Queste librerie possono essere sottoposte a screening usando sonde per geni specifici o regioni di DNA, consentendo la loro mappatura fisica.
3. Sequenziamento di prossima generazione (NGS):
* Sequenziamento del genoma intero: NGS consente di sequenziamento dell'intero genoma umano, fornendo un progetto completo per l'identificazione e la localizzazione geni.
* Sequenziamento dell'esoma: Ciò si concentra sul sequenziamento solo delle regioni di codifica delle proteine (esoni) del genoma, che sono particolarmente rilevanti per identificare i geni che causano la malattia.
* Studi sull'associazione a livello del genoma (GWAS): Questo approccio analizza l'associazione tra variazioni nella sequenza del DNA (SNP) attraverso l'intero genoma con caratteristiche o malattie particolari. GWAS può aiutare a individuare i geni coinvolti in tratti e malattie complesse.
4. Database e risorse online:
* Gene NCBI: Questo database fornisce informazioni complete sui geni umani, compresa la loro posizione cromosomica, sequenza, funzione e malattie associate.
* browser genoma UCSC: Questo browser interattivo consente agli utenti di visualizzare e analizzare il genoma umano, tra cui annotazioni geniche, variazioni e altre caratteristiche genomiche.
5. Approcci computazionali:
* Bioinformatica: Algoritmi e strumenti computazionali vengono utilizzati per analizzare grandi quantità di dati genomici, prevedere le posizioni geniche e identificare potenziali geni candidati per le malattie.
Considerazioni importanti:
* Variazione genetica: Gli esseri umani hanno un alto grado di variazione genetica, rendendo cruciale studiare grandi popolazioni per individuare accuratamente posizioni geniche e identificare varianti comuni associate a tratti o malattie.
* Regolazione genica: La posizione del gene non è l'unico fattore che determina la funzione genica. Elementi regolamentari come i promotori e i potenziatori svolgono un ruolo significativo nel controllo dell'espressione genica.
* Epigenetica: I fattori ambientali possono influenzare l'espressione genica senza alterare la sequenza del DNA. Comprendere queste modifiche epigenetiche è cruciale per comprendere la funzione genica nella salute e nelle malattie.
Combinando questi diversi approcci, gli scienziati perfezionano costantemente la nostra comprensione del genoma umano, portando a nuove scoperte sulla funzione genica e sul loro ruolo nella salute e nelle malattie.
