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1.1 Come funziona l'ingegneria genetica

Durante la ricreazione Sonia sfila una penna dalla borsa. La penna, in realtà, è una pratica siringa. I suoi compagni di scuola sono abituati e nessuno la guarda in modo strano. Sonia è diabetica e per vivere bene deve iniettarsi insulina più volte al giorno. Prima l'insulina veniva estratta dagli animali. Sonia utilizza ora dell'insulina umana. Ma da dove proviene questa insulina umana? La sua famiglia deve donarla regolarmente? No, fortunatamente le cose sono molto più semplici: l'insulina viene prodotta in laboratorio

Produzione di organismi transgenici
Attraverso l'inserimento del gene umano dell'insulina nei batteri, questi ultimi vengono modificati geneticamente. Si parla quindi di organismi «transgenici». Gli organismi transgenici unicellulari del regno animale o vegetale, leggono l'informazione del gene aggiunto come se fosse il loro. Ciò è possibile perché in tutti gli esseri viventi il DNA, è il depositario del patrimonio genetico. In base all'informazione del gene supplementare, i batteri producono una proteina addizionale, oltre alle proprie: p.e. una proteina presente in natura solo in una pianta esotica molto rara, o una proteina che viene utilizzata come vaccino. Grazie al nuovo gene, gli organismi transgenici dispongono di una nuova caratteristica.

Insulina umana dai batteri
Grazie all'ingegneria genetica, un batterio può essere portato a fabbricare un farmaco, per esempio l'insulina. L'insulina è un ormone che viene prodotto nel pancreas delle persone sane. Il suo compito è di impedire che nel sangue ci sia una concentrazione troppo elevata di zucchero. Alcune persone producono quantità insufficienti di insulina ed hanno quindi difficoltà nella regolazione dell'equilibrio glicemico del sangue. Questa malattia si chiama diabete.

Ecco come funziona la produzione di insulina
La sintesi di insulina umana avviene in laboratorio. In grossi contenitori si coltivano dei batteri nel cui patrimonio genetico è stato inserito il gene umano dell'insulina. Gli organismi unicellulari trascrivono il gene e sintetizzano la relativa proteina. I batteri fabbricano quindi insulina umana grazie alla presenza nel loro genoma di questo gene umano. L'insulina viene estratta poi dalla coltura batterica, purificata e iniettata come farmaco mediante un'apposita penna. Poiché i batteri si moltiplicano molto rapidamente, con l'ingegneria genetica si possono produrre facilmente quantitativi sufficienti d'insulina.
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Wie Gentechnik funktioniert
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1. Come si isola un gene
Le cellule umane possono essere facilmente prelevate dalla mucosa orale. In laboratorio si estrae il DNA dalla cellula. Sul lungo filamento del DNA si individua il gene portatore dell'informazione necessaria per la sintesi della proteina dell'insulina e lo si seziona. A questo punto il gene viene isolato dal resto del filamento di DNA e viene introdotto nel patrimonio genetico del batterio.
2. Il trucco dell'anello di DNA
Una parte dei geni dei batteri è situata su plasmidi. Questi piccoli frammenti circolari di DNA sono gli strumenti ideali per incorporare i geni nei batteri. Si incidono quindi i plasmidi utilizzando degli enzimi esistenti in natura, i cosiddetti enzimi di restrizione. Questi funzionano come delle forbici che tagliano l'anello di DNA in determinati punti..
3. Patrimonio genetico modificato
Nel sezionare il DNA, gli enzimi di restrizione lasciano una forma caratteristica. Il gene dell'insulina entra così nello spazio vuoto del plasmide come il pezzo di un puzzle. Grazie all'enzima ligasi, il gene viene saldato al plasmide. Il plasmide ricombinato viene poi inserito nel batterio. Il gene umano dell'insulina è diventato ormai parte del patrimonio genetico del batterio.
4. Insulina umana dai batteri
Il batterio cresce e si divide. Nel corso di questi processi, legge i geni e sintetizza le relative proteine - fra cui l'insulina umana. Questa è identica a quella fabbricata nelle cellule pancreatiche delle persone sane ed è quindi adatta a curare i malati di diabete.
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