PCR ASIMMETRICA.
Possiamo fare una PCR in cui alla fine abbiamo un prodotto
ss (single strand). È un amplificazione parziale, e quindi non è
più esponenziale. Ad un certo tempo la sintesi di uno dei due filamenti
diventa limitante: A continua ad aumentare, B fa fatica (quasi costante).
Il vantaggio di questa tecnica:
1. nella preparazione di sonde (identificazione dei messaggeri);
2. sequenziamento.
Non è corretto parlare di amplificato, perché nei primi cicli non
tutti i prodotti diventano templato per
i successivi: dopo un certo numero di cicli non c'è più la doppia
elica, quindi abbiamo un amplificazione
lineare. I rapporti inizio:fine di amplificato non sarà 1:106
ma 1:105 al massimo. E' molto frequente che o facciamo
molte reazioni uguali o le facciamo più lunghe, questo
per avere la stessa quantità di DNA finale.
Per discriminare la sintesi di un solo filamento quello che si fa
è aggiungere oligonucleotidi
in maniera differenziale: almeno 50 volte di più quello che ci interessa,
dell'altro solo un po' per fare fare i
primi (10) cicli, e avere un minimo di double-strand
(1000 copie). E' una PCR ottenuta attraverso un rapporto di oligo
50:1 o molto di più.
PCR & MUTAGENESI.
Non è detto che ci serva sempre una PCR fedele che riproduca
i templati alla lettera, è possibile utilizzare
la PCR nella mutagenesi
in vitro. Introducendo così degli errori, che mi portino
ad avere delle mutazioni.
RT-PCR (Reverse Transcription PCR)
La trascrittasi inversa è molto utile ai fini della PCR, perché
ci permette di partire da una miscela di messaggeri. Quando vogliamo
fare lo studio di tutti i geni espressi in una cellula, possiamo
estrarre tutti i messaggeri, a quel punto abbiamo l'RNA che si degrada
troppo facilmente. Il sequenziamento
su RNA è fallimentare, quindi la cosa
più semplice dal punto di vista tecnico è quello di fare una copia su DNA
che conserveremo in plasmidi.
Come adattiamo la PCR per ottenere la retrotrascrizione
da messaggero a DNA?
Facciamo dei primi cicli in cui abbiamo i ss
RNA, la trascrittasi inversa e i nucleotidi.
L'enzima non è termostabile come la
Taq o la Pfu, quindi
non possiamo fare avvenire la reazione a così alta temperatura.
Un altro limite dell'enzima è la sua incapacità di proof-reading,
quindi può introdurre errori con una certa frequenza. Facciamo
avvenire la reazione a 37-42 gradi,
e otterremo ibridi RNA-DNA. Rimuovo l'rna
con la RNAasiH, specifica per l'idrolisi
di RNAds o di ibridi (a diff della RNAasiA che elimina
solo il contaminante) torneremo a un ss
di DNA, aggiungo una copia di oligo,
quello che si appaia al 3' del 1° filamento, avremo quindi
un'oligo 5'-->3' che viene allungato e che copia il risultato
della prima reazione (ss
--> ds). Ora aggiungo
anche il secondo oligo, e avremo una
normalissima amplificazione. (attenzione all'omologia egli oligo)
Insime ai dNtP introduciamo la TAQ,
così facciamo cicli da 92°, annealing
a 60, allungamento a 70 come una normale PCR.
Come scegliere gli oligo?
Se conosciamo la sequenza del messaggero siamo a posto, scegliamo
una zona con una Tmelting che ci va
bene, scegliamo dove piazzarlo (lì vicini alle estremità,
così anche se perdiamo 20 bp non importa: i trascritti non iniziano con l'AUG, ma
vengono maturati nella cellula).
Il grosso problema è quando non conosciamo la sequenza del messaggero.
e quindi non conosco i geni (organismo sconosciuto). Possibilità
tecniche: se il 3' è poliadenilato (eucarioti superiori), faccio una coda di poliT e riesco a copiare un'estremità (RACE).
Ma l'altra? devo attaccargli delle code (terminal transferasi),
ma la coda si attacca al DNA, non all'RNA. L'espediente tecnico
è quello di copiare in modo più o meno esteso le estremità.
Possiamo con sequenza molto piccole dividere in 2 il gene, copiare
prima dal 5' verso il centro, poi dal 3' verso il centro, cerchiamo
di ottenere 2 copie che si sovrappongono in mezzo, cloniamo tutti
e due, taglia e cuci e mettiamo insieme i due pezzi. Le tecniche
oggi sono ottimizzate e danno buone rese.