sequenziamento dei genomi
sequenziamento dei genomi
Processo attraverso cui si determina l’esatta sequenza di nucleotidi che costituiscono l’intero genoma dei diversi organismi viventi. Si è oggi notevolmente facilitati dalla rapida evoluzione della tecnologia per il sequenziamento nucleotidico e delle tecnologie bioinformatiche in relazione all’acquisizione, memorizzazione, analisi e interpretazione dei dati. Dopo il sequenziamento del genoma di organismi più semplici, come i batteri Haemophilus influenzae o Mycoplasma genitalium nel 1995, nel 2001 è stata la volta del genoma umano e di altri genomi complessi. Il sequenziamento dei genomi prevede l’isolamento del DNA, la sua frammentazione casuale e il clonaggio dei frammenti ottenuti in vettori stabili alla propagazione in cellule di batteri o di lievito, in quanto le attuali tecnologie non consentono il sequenziamento di più di 1000 basi nucleotidiche per ogni singolo esperimento. I vettori utilizzati, che erano all’inizio i cosmidi con una capacità di circa 50 kb di genoma, sono oggi i cromosomi batterici artificiali (BAC, Bacterial artificial chromosome) che possono contenere fino a 300 kb. I cloni così ottenuti vengono ordinati a seconda della loro localizzazione nel contesto della porzione cromosomica di provenienza, producendo la mappa fisica di questa parte di genoma. Dopo un’ulteriore frammentazione di ciascun frammento clonato, si procede al sequenziamento nucleotidico vero e proprio. Per questo si utilizza la tecnica enzimatica, più adatta al sequenziamento automatico, sviluppata da Frederick Sanger. Per ricostruire la sequenza completa di un genoma si fa quindi ricorso a una strategia, chiamata shotgun, che consiste nell’assemblaggio di migliaia di piccoli frammenti di genoma provenienti da librerie plasmidiche, fagiche o cosmidiche e dei quali si conosce ormai la sequenza, usando un computer per cercare i loro punti di sovrapposizione nucleotidica. I frammenti contigui così assemblati si dicono contig: contig completi coincidono con i cromosomi del genoma. La disponibilità attuale dei dati relativi al sequenziamento di numerosi genomi rende possibile la loro analisi comparativa (genomica comparata) da cui si possono trarre nozioni fondamentali rispetto al funzionamento dei genomi e all’evoluzione della vita.