Clonazione

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Introduzione

Clonazione Processo che porta alla formazione di una o più copie geneticamente identiche di una cellula o di un intero organismo. Gli individui identici risultanti da un processo di clonazione sono detti cloni. In natura, si ottengono individui identici attraverso i processi di riproduzione, comuni soprattutto nei procarioti, nei protisti, nel regno vegetale e nei gruppi animali meno evoluti; in tal senso, si può parlare di clonazione anche in natura. La comune accezione di questo termine è però più circoscritta, e comprende le tecniche operate dall’uomo nell’ambito della biologia molecolare e dell’ingegneria genetica, per produrre cloni in laboratorio.

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Clonazione genetica

Nel caso della clonazione genetica, gli elementi clonati sono in genere porzioni di DNA, ossia frammenti del patrimonio genetico di un organismo che devono essere riprodotti in gran numero per poter essere più facilmente studiati.

L’idea di base della clonazione genetica è quella di inserire il frammento genetico all’interno di cellule batteriche o di lievito che, replicandosi rapidamente in gran numero, permettono di conseguenza di ottenere molte copie del frammento stesso. Ciò si ottiene inserendo il frammento di DNA in un vettore, ossia in un agente, di solito un virus batteriofago, che a sua volta inocula il suo patrimonio genetico nella cellula ospite (il batterio o il lievito). In genere, i frammenti di DNA prima di essere inoculati nei vettori vengono suddivisi mediante specifici enzimi, detti enzimi di restrizione, che agiscono tagliando il filamento di acido nucleico ciascuno in un punto specifico (precisamente, in corrispondenza di una determinata sequenza di basi azotate). Ciascuna porzione di DNA viene dunque introdotta, mediante i vettori, in un diverso microrganismo ospite. L'insieme di tutti i frammenti di materiale genetico introdotti nell'ospite viene detto libreria genica. Attualmente, la procedura della clonazione genetica tende a essere sostituita da quella, assai più rapida, della reazione a catena della polimerasi, con la quale è possibile ottenere un gran numero di copie del frammento di DNA in esame, senza l’impiego di vettori o cellule ospiti.

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Applicazioni della clonazione genetica

Le applicazioni della clonazione genetica sono molteplici; la moltiplicazione di un frammento di DNA può avere scopo prettamente scientifico, e permette ad esempio lo studio delle caratteristiche biochimiche del gene stesso (composizione delle basi azotate, peso molecolare, localizzazione cromosomica e così via). Per compiere tali studi, infatti, è spesso necessario impiegare diverse strumentazioni e quindi occorre disporre di molti campioni del gene in esame. La ricerca può avere scopi applicativi ed essere mirata, ad esempio, a valutare la presenza di mutazioni che rendono il gene causa di una determinata malattia: in tal senso, la clonazione diventa uno strumento per la comprensione del ruolo di un gene all’interno dell’organismo. L’inserimento dei geni all’interno di batteri permette anche la produzione di sostanze come l’insulina, l’interferone, il fattore VIII della coagulazione del sangue o l’ormone della crescita, che trovano applicazione terapeutica. Una recente applicazione della clonazione genica è quella della terapia genica che, attualmente in fase di sperimentazione, potrebbe costituire il trattamento definitivo per la cura di malattie genetiche come il diabete mellito o la talassemia.

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Clonazione di organismi

Organismi pluricellulari clonati sono stati ottenuti a partire da una cellula uovo privata del nucleo in cui è stato inserito il nucleo di una cellula somatica (cioè, una cellula non riproduttiva) di un individuo appartenente alla stessa specie.