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Misteri nascosti nei geni: come fanno i VNTR a svelare i segreti dell'identità individuale?
I geni svolgono un ruolo fondamentale nei misteri della vita. La Variable Number Tandem Repeat (VNTR) è una sequenza che si trova comunemente nel genoma. Il numero di ripetizioni di queste sequenze varia da individuo a individuo, rendendole uno strumento chiave per l'identificazione individuale. Questo articolo esplorerà in modo approfondito la struttura e l'ereditarietà dei VNTR e le loro applicazioni nella ricerca scientifica e forense, e ispirerà la nostra immaginazione sulla diversità genetica.
La variabilità del VNTR lo rende una parte indispensabile delle indagini penali.
Struttura e variazione del VNTR
Le brevi sequenze nucleotidiche nei VNTR sono disposte in ripetizioni in tandem e queste unità ripetute spesso mostrano variazioni di lunghezza in diverse posizioni sul cromosoma. Ognuna di queste varianti VNTR può essere considerata un allele genetico, motivo per cui sono ampiamente utilizzate per l'identificazione individuale o di parentela. Le sequenze ripetute vengono solitamente isolate utilizzando enzimi di restrizione e reazione a catena della polimerasi (PCR) e la loro dimensione può essere determinata mediante elettroforesi su gel.
L'isolamento dei VNTR dal DNA circostante mediante PCR o RFLP può produrre un modello di bande unico per ogni individuo.
Applicazione nell'analisi genetica
VNTR era un tempo un importante marcatore genetico RFLP utilizzato nell'analisi di collegamento del genoma diploide (mappatura). Con il sequenziamento completo del genoma, i VNTR sono diventati la pietra angolare dell'impronta genetica nelle indagini forensi sui crimini. Quando si testa un gruppo di marcatori VNTR indipendenti, la probabilità che due individui non imparentati abbiano lo stesso schema allelico è estremamente bassa. Inoltre, l'analisi VNTR è stata utilizzata per studiare la diversità genetica e i modelli riproduttivi nelle popolazioni di animali selvatici o domestici.
I VNTR possono essere utilizzati per distinguere chiaramente i singoli ceppi di batteri patogeni.
Eredità in genetica
Due principi genetici di base possono essere applicati nell'analisi dei dati VNTR: il confronto delle identità e il confronto genetico. La corrispondenza dell'identità richiede che gli alleli VNTR di una posizione specifica corrispondano; mentre la corrispondenza genetica richiede che gli alleli VNTR seguano le leggi dell'ereditarietà. Nel caso di abbinamento di un individuo con i suoi genitori o figli, deve esserci un allele che corrisponda a ciascun genitore. Nel caso di relazioni più distanti, come quella tra nonni o fratelli, la corrispondenza deve essere coerente con il grado di parentela.
Relazione con altri tipi di DNA ripetitivi
Il DNA ripetitivo costituisce oltre il 40% del genoma umano ed è organizzato secondo uno schema intricato. Grazie all'uso di enzimi di restrizione, gli scienziati hanno scoperto che alcuni blocchi ripetuti sono disseminati nel genoma e non sono tutti disposti in tandem. Il successivo sequenziamento del DNA ha rivelato che alcune ripetizioni erano raggruppate in posizioni specifiche e che le ripetizioni in tandem erano più comuni di quelle invertite. I VNTR sono semplicemente segmenti ripetuti in tandem che presentano variazioni di lunghezza.
Sebbene tutti i VNTR siano minisatelliti, non tutti i minisatelliti sono VNTR.
Vari tipi di VNTR
I VNTR sono minisatelliti in cui la sequenza ripetuta è in genere di dimensioni comprese tra dieci e cento coppie di basi. I minisatelliti sono speciali sequenze di DNA ripetute in tandem, in cui le sequenze ripetute sono seguite direttamente da altre sequenze ripetute. Poiché la sequenza ripetuta dei VNTR varia da dieci a cento basi e ogni sequenza ripetuta è esattamente la stessa, sono considerati un tipo di minisatellite. Sebbene i VNTR presentino variazioni, alcuni minisatelliti non VNTR mostrano di solito un numero fisso di ripetizioni.
Conclusione
Con il progresso della scienza, la VNTR non solo ha un importante valore pratico nella medicina forense, ma ci consente anche di avere una comprensione più approfondita della genetica. Le sequenze ripetitive nascoste in questo gene riflettono l'unicità e la diversità di ogni individuo. Proprio come VNTR ci apre le porte al mistero del genoma, in che modo altri misteri genetici sconosciuti influenzeranno la nostra esistenza?
