Screening genetici

Gli screening genetici sono strumenti analitici per studiare la correlazione tra il genotipo e il fenotipo di un organismo. Sono ampiamente classificati in screening genetici diretti e schermi genetici inversi.

Gli screening diretti comportano l'identificazione dei geni responsabili di una caratteristica osservata, come il colore dei petali, utilizzando così un fenotipo noto per studiare un genotipo sconosciuto.

Questi screening di solito coinvolgono il genoma di un organismo che viene mutato in modo casuale per indurre un cambiamento nel fenotipo. Successivamente, gli organismi mutanti vengono allevati fino a quando i geni sono omozigoti, per garantire l'espressione di fenotipi recessivi. Gli organismi vengono quindi sottoposti a screening per i tratti di interesse.

Ad esempio, per identificare i geni responsabili dei difetti morfologici negli embrioni di zebrafish, gli spermatozoi di maschi adulti vengono mutati con una sostanza chimica, l'etilnitrosourea, e quindi incrociati con una femmina di tipo selvatico.

I maschi F1 risultanti vengono nuovamente incrociati con una femmina wild type e mutazioni dominanti osservate nella progenie F2. Gli individui F2 vengono quindi consanguinei per identificare i mutanti genici recessivi negli individui F3.

I geni responsabili del fenotipo alterato possono quindi essere determinati con metodi diversi. In una tecnica, vengono sequenziati i genomi di più organismi mutanti e di tipo selvatico. Una regione che è simile in tutti i mutanti, ma non nei tipi selvatici, aiuta a localizzare il gene mutato.

Inoltre, gli screening genetici possono essere utilizzati per identificare le mutazioni che aumentano o sopprimono la gravità di un fenotipo negli organismi. Queste sono note come schermate modificatrici.

Al contrario, gli screening genetici inversi vanno da genotipo a fenotipo ed esaminano il fenotipo risultante dalla mutazione di un gene specifico con una funzione sconosciuta.

Ad esempio, si considerino i geni per gli chaperoni molecolari in Drosophila. Gli chaperoni molecolari sono proteine essenziali per il ripiegamento di altre proteine in diverse parti dell'organismo. Il knockdown mirato di diversi geni chaperoni negli occhi di Drosophila può provocare difetti morfologici osservabili, aiutando così a identificare quali di questi chaperoni sono essenziali per lo sviluppo dell'occhio.

In alternativa, lo screening dell'espressione è un altro metodo di genetica inversa. Qui, un gene con una funzione sconosciuta è espresso in un organismo diverso e si osservano cambiamenti nel fenotipo nell'ospite per determinare la funzione genica.