I geni sono sequenze di DNA che possono essere scomposte in segmenti funzionali. Producono anche un prodotto biologicamente attivo, come una proteina strutturale, un enzima o un acido nucleico. Mettendo insieme segmenti di geni esistenti in un processo chiamato clonazione molecolare, gli scienziati sviluppano geni con nuove proprietà. Gli scienziati eseguono lo splicing genico in laboratorio e inseriscono il DNA in piante, animali o linee cellulari.
Perché unire i geni?
Sebbene alcune notti dicano che è prudente lasciare in pace la natura, lo splicing genetico offre molti vantaggi per la società. Gli scienziati sono di gran lunga i suoi utenti più frequenti, studiando la funzione dei geni e dei prodotti genici. Aggiungono nuovi geni agli organismi per rendere le piante coltivate resistenti alle malattie o più nutrienti.
La terapia genica, un argomento attivo di ricerca, fornisce un modo nuovo e personalizzato per combattere le malattie genetiche. Questo approccio è particolarmente utile quando non esistono farmaci a piccole molecole. Gli scienziati usano anche lo splicing genetico per produrre farmaci a base di proteine che migliorano le cure mediche.
Processo di splicing genico
Un gene viene unito assemblando diversi segmenti di geni e sequenze di DNA in un prodotto chiamato chimera. Gli scienziati uniscono questi frammenti in un pezzo circolare di DNA chiamato plasmide.
Gli scienziati utilizzano un processo complesso per clonare i geni dal DNA di un organismo. Tuttavia, in decenni di ricerca scientifica, la maggior parte dei geni esiste già in un plasmide conservato da qualche parte in un laboratorio. I segmenti genici vengono tagliati dal DNA originale e uniti per creare un nuovo gene. Quindi, i ricercatori controllano la nuova sequenza per assicurarsi che la sua posizione e il suo orientamento nella molecola del DNA siano corretti.
Regioni di codifica
La regione codificante del gene definisce il prodotto che viene prodotto dalla cellula; questa è quasi sempre una proteina. La regione codificante di un gene può essere modificata con mutazioni naturali o artificiali. Queste modifiche al DNA di una cellula cambiano il modo in cui la cellula funziona. Gli scienziati possono aggiungere una sequenza di tag per tracciare e studiare i prodotti genici in un organismo. Lo splicing genico crea anche nuove sequenze geniche per creare proteine con funzioni multiple o completamente nuove.
Regioni non codificanti
Non tutte le parti di un gene controllano la produzione di un prodotto finale. Le regioni non codificanti sono ugualmente importanti nel determinare la funzione genica.
Le sequenze promotrici controllano i modi in cui i geni sono espressi in una cellula. Queste sequenze determinano se un gene è sempre espresso, elabora la cellula produce un particolare nutriente o se una cellula è sotto stress. Il promotore controlla anche in quali cellule è espresso un gene. Ad esempio, un promotore batterico non funzionerà se viene spostato in una cellula vegetale o animale.
Le sequenze di potenziamento controllano se la cellula produce molte o solo poche unità del prodotto finale del gene. Altre sequenze determinano per quanto tempo e quanti prodotti rimangono nella cellula e se la cellula espelle i prodotti finali.