4.2.2 Mappe fisiche

ANALISI DEL GENOMA B 167 Le mappe genetiche hanno due limiti principali: un potere di risoluzione basso, che può essere compensato estendendo il numero della progenie esaminata e/o il numero di famiglie con conseguente incremento del numero di crossing-over, e una accuratezza limitata per l esistenza di siti caldi di ricombinazione, cioè siti in cui gli eventi di crossing-over avvengono con maggiore frequenza rispetto ad altri. Per tali ragioni le mappe genetiche devono essere convalidate da tecniche di mappatura fisica. 4.2.2 Mappe fisiche. Sono realizzate su collezioni di frammenti clonati in vettori ad elevata capacità di clonaggio, come i cromosomi artificiali di lievito (YAC), i cromosomi artificiali batterici (BAC) e i cosmidi. Il clonaggio procede assemblando i cloni di gruppi di frammenti che si sovrappongono, denominati contig. Le più importanti tecniche di mappatura fisica sono le analisi di restrizione, l ibridazione in situ con sonde fluorescenti (Fluorescent In Situ Hybridization, FISH) e la mappatura mediante ibridazione di sequenze nucleotidiche uniche chiamate Single Tagged Site (STS) e di sequenze etichetta espresse o Expressed Sequence Tag (EST). Le analisi di restrizione localizzano le distanze molecolari in coppie di basi (bp), kilobasi (kb, ovvero 1.000 bp) e megabasi (mb, 1 milione di bp) che separano le posizioni dei siti di taglio delle endonucleasi di restrizione all interno di una molecola di DNA. Nella FISH, la posizione dei marcatori è mappata ibridando il marcatore direttamente sui cromosomi metafisici compatti o sui cromosomi interfasici oppure sul DNA teso. Tale analisi è possibile se i singoli cromosomi di un corredo cromosomico sono riconoscibili in base alla grandezza, alla posizione del centromero, alla forma e ad altre caratteristiche citologiche distintive, per cui il nuovo gene o marcatore marcato con una sostanza fluorescente può essere assegnato al cromosoma con cui ibrida. Un evoluzione della FISH è la tecnica detta chromosome painting, o pittura cromosomica, basata sulla ibridazione in situ di più sonde marcate con sostanze fluorescenti diverse. Nella mappatura mediante STS ed EST, si determina la posizione di brevi sequenze mediante PCR. Un sito a sequenza etichettata è una sequenza di DNA, di 100-500 bp, facilmente riconoscibile e presente come sequenza unica, mentre le EST sono brevi sequenze di cDNA (copie a DNA di RNAm) che rappresentano l attività trascrizionale dei geni nei diversi tessuti. 4.2.3 Mappaggio RH (Radiation Hybrid). Un altra tecnica di mappatura, che consente di ottenere una più alta risoluzione, consiste nell uso di linee cellulari ibride irradiate (Radiation Hybrid Mapping, RH), costituite da cellule recipienti che contengono frammenti di un secondo organismo che è la specie di interesse. La procedura consiste nell irradiare le cellule somatiche di individui della specie donatrice con dosi letali di raggi X, al fine di frammentare in modo casuale i cromosomi e successivamente provocare la fusione di queste cellule con cellule recipienti (cellule non irradiate, per esempio di roditore). Le cellule ibride risultanti contengono e trasmettono i tratti di DNA estraneo e nel loro insieme costituiscono il pannello di ibridi da radiazione che può essere usato per la mappatura mediante tecnica PCR di marcatori genetici noti, quali sequenze note o siti STS. I risultati dell analisi PCR, ovvero presenza o assenza di un marcatore, sono correlati con la presenza o assenza di uno specifico cromosoma. Il passaggio successivo consiste nel calcolare la frequenza della compresenza di marcatori molecolari della specie studiata. Le mappe cromosomiche sono infatti costruite basandosi sull assunto che marcatori strettamente associati compaiono insieme con B

SEZIONE B
SEZIONE B
BOTANICA, FISIOLOGIA VEGETALE...
La Botanica è la scienza che studia le forme di vita del mondo vegetale e ne analizza i rapporti ecologici attraverso diverse branche: ad esempio, la citologia studia la cellula vegetale e le sue funzioni; l’istologia si occupa dei tessuti; l’anatomia analizza gli organi; la genetica controlla la trasmissione dei caratteri di generazione in generazione; la fitosociologia e l’ecologia cercano di individuare i rapporti dei vegetali, fra loro e con gli altri viventi. A sua volta, ciascuna branca focalizza alcuni particolari aspetti del mondo vegetale: le modalità nutrizionali o riproduttive, la distribuzione geografica, i possibili utilizzi in altri campi (scientifico, farmaceutico, alimentare, ecc.).Le conoscenze botaniche, evolutesi nel contesto della stessa evoluzione umana, sono particolarmente importanti per le applicazioni in campo agronomico poiché rappresentano una delle fondamentali basi scientifiche sulle quali costruire e articolare buona parte dei saperi orientati alla produzione agraria. La pianta, sia che abbia avuto origine dall’incontro dei due gameti, maschile e femminile, con formazione del seme, o dalla moltiplicazione di una porzione di pianta, per esempio da una talea d’innesto, o ancora da un insieme di cellule meristematiche attraverso la tecnica della micropropagazione in vitro, rappresenta sempre il punto focale della disciplina agronomica.In questa Sezione B del Manuale dell’Agronomo sono poi sviluppati e approfonditi anche tutti gli aspetti legati alla Genetica agraria (dalle conoscenze consolidate della genetica mendeliana alla genetica molecolare, all’ingegneria genetica, all’analisi del genoma). Oltre ai contenuti di carattere generale, sono trattati separatamente, in parallelo, i due settori di applicazione del miglioramento genetico in campo agrario: quello vegetale e quello animale per l’ambito applicativo zootecnico. Coordinamento di SezionePaolo CecconRealizzazione e collaborazioniPaolo Ceccon, Elio Cirillo, Maurizio Cocucci, Stefania Dall’Olio, Adalberto Falaschini, Maria Nives Forgiarini, Marcello Guiducci, Carlo Lorenzoni, Adriano Marocco, Roberto Pinton, Aldo Pollini, Domenico Ugulini