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Il Progetto Genoma Umano prevede l'analisi del genoma attraverso la tecnica del sequenziamento del DNA.

Il sequenziamento consiste nell'individuare e ordinare tutti i nucleotidi che costituiscono il nostro patrimonio genetico così come sono posizionati nel genoma.

I nucleotidi sono quattro e sono le molecole di base con le quali è costruito il DNA, sono indicati anche con il termine di basi e sono l'adenina (A), la timina (T), la guanosina (G), la citosina (C).

Il termine mappare si riferisce invece all'individuazione della localizzazione fisica di un gene su un cromosoma.

Sequenziare vuol dire quindi "leggere" l'ordine in cui sono disposte lungo il DNA le basi, cioè le lettere del codice genetico.

Il sequenziamento costituisce una tappa fondamentale per la comprensione del ruolo delle varie parti del genoma umano, è un trampolino di partenza per decodificare il nostro patrimonio genetico.

Infatti il semplice sequenziamento non ci fornisce informazioni direttamente applicabili per conoscere i meccanismi alla base dei processi fisiologici e patologici dell'uomo, ma rappresenta uno strumento grazie al quale sarà più semplice in futuro identificare il ruolo delle diverse porzioni di DNA.

Questo tipo di conoscenze permetterà di identificare le eventuali differenze genetiche tra persone affette da patologie e persone sane, e in futuro l'individuazione di queste divergenze potrebbe essere utile non solo per diagnosticare una malattia prima dell'insorgenza, e pertanto prevenirla dove possibile, ma anche per ideare strategie per curare definitivamente questi soggetti correggendo l'alterazione direttamente a livello del genoma.

Dal punto di vista tecnico per effettuare un sequenziamento è necessario isolare un frammento di DNA, in quanto con le tecnologie ora disponibili non è possibile sequenziare tutto il genoma direttamente.

Quindi si procede spezzettando i genoma in vari frammenti che vengono inseriti in vettori, sequenze di DNA in grado di ospitare frammenti genici esterni e di permetterne l'amplificazione, cioè la produzione in grande numero.

A questo punto, isolato un frammento, si procede con il sequenziamento vero e proprio.

I metodi di isolamento dei frammenti di DNA sono diversi, e all'interno del Progetto Genoma Umano nell'ambito della ricerca pubblica, i vari laboratori si sono divisi i vari frammenti di cromosomi da sequenziare.

Gli scienziati della Celera Genomics hanno proceduto lavorando su tutto il genoma utilizzando la tecnica messa a punto per questo scopo da Craig Venter. Questa tecnica è stata denominata "whole genome shotgun sequence technique" e si basa sull'analisi contemporanea dei due filamenti di DNA che compongono la doppia elica, dopo aver ottenuto dei frammenti dall'intero genoma.

I cromosomi umani vengono frammentati in modo casuale in pezzi di 2000 e 10000bp in lunghezza. Quindi i frammenti così ottenuti vengono inseriti in un vettore plasmidico, cioè un anello di DNA che può essere inserito in batteri del tipo E. coli, in modo che questi ne producano un'elevata quantità (milioni di copie) necessaria per il sequenziamento.

Infine si procede al sequenziamento che viene effettuato da entrambi i lati dei filamenti di DNA in contemporanea.

La grande mole di dati prodotti con questa tecnica viene infine elaborata da cervelli elettronici molto potenti utilizzando sofisticati programmi di elaborazione dati.

In questo modo ovviamente si ottengono le sequenze di frammenti di DNA di cui non si conosce l'ordine. Molti di questi frammenti, essendo stati generati in maniera casuale, saranno parzialmente sovrapponibili e pertanto sarà possibile, grazie sia ad un lavoro manuale che all'ausilio dei computer, ordinare tutti i frammenti e ottenere un'unica lunga sequenza di DNA per ogni cromosoma, cioè la sequenza completa del genoma umano.