Amplificazione

Amplificazione indica la moltiplicazione di sezioni di acido desossiribonucleico (DNA). Questi possono essere molecole, singoli geni o anche parti più grandi del genoma. L'amplificazione avviene come una replicazione naturale di sequenze del DNA come vettore dell'informazione genetica. Questo lo rende una delle categorie più importanti nell'ereditarietà (genetica).

Cos'è l'amplificazione?

In laboratorio, l'amplificazione viene applicata artificialmente come processo tecnico in biologia molecolare. La sequenza di partenza è l'amplicon e il risultato è l'amplicon. In quanto processo naturale, l'amplificazione è una forma di mutazione, ovvero un cambiamento permanente nel patrimonio genetico. In questo modo, può accelerare l'evoluzione espandendo e comprimendo alcune sezioni di DNA nel genoma.

La resistenza agli antibiotici o agli insetticidi si sviluppa, ad esempio, su percorsi più brevi. È anche possibile con la duplicazione selettiva dei geni aumentare il loro deterioramento in caso di necessità. Questo viene fatto, ad esempio, con gli ovociti in modo che possano soddisfare il loro crescente bisogno di ribosomi.

In alcune amplificazioni naturali, la replicazione viene ripetuta sui geni. Una struttura a buccia di cipolla è diventata visibile con un microscopio elettronico durante questo processo, per il quale il linguaggio tecnico ha coniato il termine "replicazione a buccia di cipolla".

Funzione e compito

I nucleotidi sono gli elementi costitutivi di base degli acidi nucleici, DNA e RNA (acido ribonucleico). Sono costituiti da un fosfato, uno zucchero e una parte di base. Queste molecole sono di natura straordinariamente diversa e svolgono importanti compiti regolatori nelle cellule, soprattutto per quanto riguarda il metabolismo. I nucleotidi legano lo zucchero con la base e il fosfato a sua volta con lo zucchero mediante un legame estere. È anche possibile attaccare più di un fosfato allo zucchero.

I nucleotidi possono essere distinti dalle basi incorporate e dallo zucchero. Questo è desossiribosio nel DNA e ribosio nell'RNA. Nel complesso, le grandi molecole di DNA e RNA sono costituite ciascuna da quattro diversi tipi di nucleotidi, che possono essere disposti uno accanto all'altro in qualsiasi modo. Ciò avviene mediante una reazione di codifica.

Per poter fornire le informazioni necessarie per la crittografia del messaggio genetico, almeno tre nucleotidi devono connettersi tra loro. In questo modo, formano un unico filamento di DNA. Per creare il doppio filo, il singolo filo viene specchiato. Ciascuna base disposta del singolo filo è opposta a una base complementare del filo specchiato. Nella rispettiva disposizione delle basi c'è a sua volta una regolarità che dipende dalla natura chimica della specifica coppia.

I due filamenti di DNA che appartengono insieme formano quella che è conosciuta come la doppia elica. Le basi opposte dei nucleotidi sono collegate tra loro da legami idrogeno. A seconda della coppia di basi, vengono costruiti due o tre di questi legami idrogeno. Questo processo è noto in biologia cellulare come meccanismo di accoppiamento di base.

Anche in questo contesto l'amplificazione consente l'esatta replica delle strutture esistenti nella cellula umana. Se questo può essere controllato artificialmente, alcuni tipi di cancro possono essere trattati in modo più mirato in futuro.

Una tecnologia per la replicazione del DNA nella provetta (in vitro) è la cosiddetta reazione a catena della polimerasi (PCR). Può essere utilizzato per amplificare qualsiasi segmento di DNA in breve tempo e in modo semplice.

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Malattie e disturbi

In determinate circostanze, i cosiddetti geni del cancro (oncogeni) provocano la crescita incontrollata dei tumori attraverso l'amplificazione. Alcuni oncogeni rispondono anche a determinati citostatici (sostanze naturali o artificiali che inibiscono la crescita cellulare) con l'amplificazione.

Nella terapia del cancro, quegli agenti speciali sono usati come citostatici che bloccano la produzione di blocchi di acidi nucleici. Le cellule cancerose, a loro volta, sono in grado di reagire amplificando parti del gene che vengono rallentate dai citostatici. Spesso le oncocellule sviluppano estensioni cromosomiche omogenee.