La proteomica

L'attività genica nelle cellule può essere studiata attraverso l'esame dei proteomi
I proteomi sono l'insieme delle proteine che vengono espresse nelle cellule di un dato organismo.
Questo nuovo settore della biologia molecolare, che studia e mette a confronto gli assetti proteici presenti nelle varie cellule, è chiamato appunto proteomica (coniato da Wilkins); la protomica cerca di capire le relazione tra geni e proteine dando un notevole contributo alla comprensione della regolazione genica e delle anomalie genetiche. Spesso invece delle proteine, è sufficiente analizzare l'insieme degli RNA messaggeri, ossia il trascrittoma, di una cellula per ottenere importanti informazioni sull'espressione genica e sui geni stessi.
Il processo di splicing alternativo spiga in parte in che modo dal primo trascritto di pre-mRNA si possano ottenere mRNA maturi diversi; ciò rende particolarmente difficile eseguire il processo inverso, ossia risalire a un gene a partire dalla presenza nel citoplasma di una proteina nota.
I proteomi posso essere analizzati in laboratorio grazie a tecniche specifiche
Per riuscire a identificare i vari tipi di proteine presenti in una cellula occorre tenere conto che le cellule producono normalmente migliaia di proteine che si possono così suddividere:
_proteine strutturali;
_proteine motrici;
_proteine di difesa;
_proteine di trasporto;
_proteine enzimatiche;
_proteine di regolazione;
_proteine coinvolte nel trasporto dei segnali attraverso le membrane cellulari.
In che modo possiamo sapere quali e quante proteine ci sono in una determinata cellula presa in esame?
In molti casi si può utilizzare una tecnica di laboratorio che consiste in due fasi:
l'elettroforesi bidimensionale su gel e la spettrometria di massa.
L'elettroforesi bidimensionale su gel prevede due fasi: la prima consiste in una separazione delle proteine a seconda della loro carica netta a un determinato pH. Le proteine vengono inserite in un tubo di gel che presenta un gradiente di pH; spinte da un campo elettrico, esse si muovono fino al punto in cui la loro carica netta è 0. In una seconda fase il tubo viene inserito su un lato di una lastra di gel ricoperto di sodio dodecilsolfato (SDS) che presenta carica negativa; l'SDS avvolge le proteine che, in tal modo, perdono la loro struttura tridimensionale e si denaturano. Le proteine vengono poi separate in base alla loro massa e si ottiene una serie di macchie: ciascuna corrispondente a una determinata proteina.
Con la spettrometria di massa è possibile individuare di quali proteine si tratta; la catena peptidica viene tagliata mediante specifici enzimi, le proteasi, e si analizzano con lo spettrometro le catene amminoacidiche delle brevi sequenze così ottenute. Una volta note, queste sequenze possono essere tradotte in sequenze di basi azotate consentendoci così di individuare i corrispondenti codoni sulla catena di mRNA; grazie all'uso di strumenti computerizzati gli scienziati sono in grado di riconoscere sia la proteina presa in esame sia il gene che la codifica.

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