Question 1

Quali scoperte chiave hanno stabilito il DNA come materiale genetico?

Accepted Answer

Gli esperimenti di Frederick Griffith del 1928 con i batteri suggerirono un principio trasformante. Oswald Avery, Colin Macleod e Maclyn McCarty identificarono il DNA come responsabile della trasformazione nel 1944. Alfred Hershey e Martha Chase confermarono nel 1952 che il DNA virale, non la proteina, trasmette informazioni genetiche durante l'infezione batterica usando batteriofagi marcati radioattivamente.

Question 2

Come funzionano gli enzimi di restrizione e le DNA ligasi nell'ingegneria genetica?

Accepted Answer

Gli enzimi di restrizione tagliano il DNA in sequenze specifiche, rompendolo in frammenti. Le DNA ligasi poi uniscono questi frammenti nell'ordine desiderato per creare nuovi plasmidi. Questo metodo di clonazione basato sugli enzimi di restrizione è stato fondamentale per generare costrutti genetici prima dell'emergere di tecniche più recenti come ricombinazione genica e targeting genico.

Question 3

Quali sono i principali metodi per introdurre il DNA nelle cellule?

Accepted Answer

La trasformazione e la trasfezione utilizzano cationi bivalenti come il calcio per aumentare la permeabilità della membrana cellulare per l'assorbimento di DNA nudo. L'elettroporazione applica campi elettrici per lo stesso scopo. Le nanoparticelle lipidiche circondano il DNA e si fondono con le membrane, mentre la trasduzione utilizza vettori virali come i lentivirus per trasferire il materiale genetico nelle cellule.

Question 4

Come si differenziano la ricombinazione omologa e l'editing del genoma nel targettizzare i geni?

Accepted Answer

La ricombinazione omologa permette l'integrazione in siti genomici specifici mediante l'abbinamento di sequenze di DNA, consentendo un mirato targeting genico. Modifica del genoma utilizza nucleasi progettate su misura per generare rotture a doppio filamento in loci specifici, migliorando notevolmente l'efficienza del targeting. Entrambe le tecniche minimizzano gli effetti off-target rispetto all'integrazione casuale del DNA.

Question 5

Qual è la differenza tra topi knockout e topi transgenici?

Accepted Answer

I topi transgenici contengono geni stranieri inseriti, come il DNA virale SV40, e possono trasmettere questi geni alla prole. I topi knockout hanno geni specifici resi non funzionali attraverso la ricombinazione omologa. Rudolf Jaenisch ha creato il primo topo transgenico nel 1973, mentre Mario Capecchi e Oliver Smithies hanno generato il primo topo knockout nel 1989.

Question 6

Come viene applicata l'ingegneria genetica per trattare il cancro utilizzando la terapia genica?

Accepted Answer

I ricercatori prendono di mira le cellule tumorali che sovraesprimono i recettori di superficie utilizzando vettori adenovirali. Nei modelli di cancro della vescica, l'erogazione topica del vettore alle cellule tumorali consente un trasferimento genico di successo. I geni reporter della luciferasi confermano l'erogazione riuscita, dimostrando come la terapia genica possa prendere di mira popolazioni specifiche di cellule tumorali per un intervento terapeutico.

Question 7

Quali sfide rimangono nell'applicare l'ingegneria genetica a problemi agricoli complessi?

Accepted Answer

Caratteristiche semplici come la resistenza agli erbicidi sono raggiungibili, ma problemi complessi come la tolleranza allo stress richiedono la modifica di molteplici vie contemporaneamente. La consegna sicura ed efficiente di costrutti genetici alle cellule bersaglio rimane una sfida. Inoltre, minimizzare gli effetti off-target e garantire la stabilità a lungo termine delle modifiche sono considerazioni critiche per applicazioni agricole di successo.

Una panoramica dell'ingegneria genetica - Quiz di valutazione