Cluster — Il Genoma Umano e la sua Organizzazione
Questo cluster apre la materia: definisce cos’è la genetica e la sua proiezione clinica (medicina personalizzata), ricostruisce l’impresa storica che ha letto il genoma umano (HGP e le due strategie di sequenziamento, gerarchica vs shotgun) e i suoi cataloghi (OMIM). Da qui passa all’anatomia del genoma stesso: come è suddiviso il DNA nucleare, quanta parte è davvero codificante, i paradossi che slegano dimensione/numero di cromosomi dalla complessità, la struttura interna dei geni e la metodica (curva Cot) che per prima ha rivelato la presenza di DNA ripetuto.
🧭 Cos’è la genetica e a cosa serve
- Genetica — Definizione della disciplina (geni, ereditarietà, variabilità) e i suoi campi di applicazione clinici e forensi. → Tra le applicazioni, quella che ridisegna la pratica medica è il passaggio dal fenotipo al genotipo:
- Medicina Personalizzata — Il modello delle “4P” (predittiva, preventiva, personalizzata, partecipativa) e la farmacogenetica.
📜 Leggere il genoma: il Progetto Genoma Umano
- Progetto Genoma Umano — L’iniziativa pubblica internazionale (1990–2003) per sequenziare e mappare l’intero genoma umano. → Il consorzio pubblico adottò una strategia lenta ma precisa, basata sulla mappa fisica:
- Sequenziamento Gerarchico — Approccio clone-by-clone (mappa-prima, sequenzia-dopo) con frammenti overlappanti e contig. → In competizione, Celera Genomics propose un metodo più rapido e computazionale:
- Sequenziamento Shotgun — Frammentazione casuale e riassemblaggio algoritmico dell’intero genoma (WGS). → Il prodotto duraturo di questo sforzo è il catalogo dei geni-malattia:
- Online Mendelian Inheritance in Man — Il database OMIM di geni e fenotipi mendeliani; il divario tra geni noti e meccanismo molecolare compreso.
🧬 Anatomia del genoma
- Genoma — L’insieme del materiale genetico: compartimento nucleare (~99%) e mitocondriale; organizzazione in 23 coppie di cromosomi. → Scendendo nel dettaglio, il DNA nucleare si ripartisce in classi di sequenze:
- Classificazione del Genoma Umano — Sequenze gene-correlate (30%, di cui esoni <3% del totale) vs extrageniche (70%).
- Struttura e Lunghezza dei Geni — Componenti del gene (promotore, esoni, introni, UTR), dimensioni medie e geni introneless. → La sproporzione tra DNA totale e DNA codificante genera apparenti incongruenze evolutive:
- Paradossi del Genoma — I paradossi del valore K e del valore C: numero di cromosomi e dimensione del genoma non correlano con la complessità. → La prova sperimentale storica del DNA ripetuto, alla base del paradosso C, viene dalla cinetica di riassociazione:
- Curva di Rinaturazione del DNA — La curva Cot “a cammello”: sequenze altamente, moderatamente ripetute e uniche distinte per velocità di rinaturazione.
🔗 Cluster correlati
- Cluster — Famiglie Geniche e Sequenze Ripetute — Approfondisce la frazione ripetuta e gene-correlata rivelata dalla curva Cot.
- Cluster — Cromosomi, Cromatina e Cariotipo — La struttura fisica in cui il genoma nucleare è impacchettato.
- Cluster — Mappatura e Identificazione dei Geni di Malattia — Eredita le tecniche di sequenziamento e l’obiettivo OMIM di legare gene e fenotipo.