La metagenomica è una disciplina che si basa su tecniche di microbiologia, di genetica e di biologia molecolare per lo studio complessivo di una popolazione microbiotica all'interno di un ambiente o di un sistema. Ad esempio, attraverso la metagenomica è possibile ottenere i singoli geni presenti in un ambiente circoscritto quale, ad esempio, un campione di terra o di tessuto. Appare chiaro che la metagenomica differisce dalla genomica tradizionale poiché si focalizza sull'insieme e non sul singolo organismo.
La metagenomica fa un largo utilizzo di tecniche di estrazione degli acidi nucleici e, per questo motivo, il protocollo iniziale è quasi sempre uguale. Ad esempio, per l'approccio metagenomico su cellule eucariotiche si utilizzano, in prima istanza delle molecole capaci di rompere la membrana cellulare e permettere la fuoriuscita del DNA.
Profilo metagenomico
Attraverso l'approccio metagenomico si ottiene un profilo metagenomico che è rappresentato dall'intero pool di geni presenti nel campione. Alcuni geni possono essere simili in sequenza, altri identici poiché derivano da stesse specie o specie con geni che presentano una omologia.
Attraverso il profilo metagenomico è possibile verificare la presenza di una specie o di un singolo gene riconducibile ad una proteina. Ad esempio, il DNA viene estratto e frammentato attraverso la tecnica shotgun e, successivamente, i singoli geni vengono amplificati e sequenziati. Una volta ottenuto il profilo di ogni singolo gene, attraverso la ricerca in apposite banche dati, è possibile stabilire le specie cellulari, o eventualmente i virus, presenti nel campione. In questo modo, inoltre, è possibile ricavare sequenze nuove che possono appartenere a organismi non ancora presenti nel database.
Genetica Mendeliana: Genotipo, fenotipo, linea pura, dominanza.
Struttura e funzione del cromosoma: Telomero, centromero, cromatina, cromosomi sessuali.
Struttura e funzione del gene: Gene costitutivo, geni associati, geni omologhi, geni paraloghi.
Ingegneria genetica: Mappatura (mappatura genetica, mappatura fisica), mappatura S1, libreria genomica, libreria di cDNA.
Evoluzionismo:
Abiogenesi,
ipotesi sull'origine della vita,
esperimento di Miller.
Biologia dei microrganismi:
Virus (
capside,
capsomero,
pericapside),
retrovirus (
integrasi,
trascrittasi inversa,
proteasi),
retrovirus endogeni.
Biologia della comunità microbica:
Riproduzione batterica.
Crescita batterica,
crescita diauxica,
microbiota.
Microbiologia medica:
Stafilococchi (
Staphylococcus aureus),
streptococchi (
Streptococcus pyogenes).
Clostridi (
Clostridium tetani -
tetano,
Clostridium botulinum).
Listeriosi,
salmonellosi,
legionellosi.
Corinebatteri (
Corynebacterium diphtheriae -
difterite,
Gardnerella vaginalis).
Micobatteri (
Mycobacterium tuberculosis,
Mycobacterium leprae,
Mycobacterium ulcerans).
Actinomiceti (
Actinomyces israelii). Neisseria (
Neisseria gonorrhoeae -
Gonorrea).
Enterobatteri (
Escherichia coli,
Shigella,
Salmonelle).
Helicobacter (
Helicobacter pylori).
Terreni di coltura
Virologia medica:
Coronavirus,
Ebola,
HAV,
HCV,
HEV,
HIV,
CMV.
Microbiologia degli alimenti:
Deperimento degli alimenti,
pastorizzazione.
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