L’analisi del DNA microarray viene utilizzata in biologia molecolare e medicina diagnostica per determinare quali geni in una cellula vengono attivati in un determinato momento. Questa tecnica è nota come saggio multiplex, perché può misurare migliaia di campioni in un singolo saggio. Le tecniche di microanalisi del DNA vengono utilizzate per interpretare i dati provenienti da saggi effettuati su RNA e DNA, a seconda delle particolari esigenze dell’esperimento.
La base dell’analisi del DNA microarray è l’elevata specificità delle molecole di DNA e la capacità di scegliere sequenze uniche di DNA per rappresentare un particolare gene. Si esegue un esperimento di analisi di microarray su una superficie solida costituita da un chip di vetro o silicone su cui è posta una matrice chimica. Sulla superficie della matrice le sonde di DNA o RNA sono allineate in file ordinate.
Una volta che il chip è stato impostato con le sonde richieste, vengono preparate le celle studiate. Per preparare le cellule, devono essere aperte in modo che gli acidi nucleici che contengono possano essere isolati. Vengono aggiunti una serie di reagenti per estrarre e concentrare gli acidi nucleici contenuti all’interno delle cellule. Successivamente, l’estratto di acido nucleico viene aggiunto al chip, che viene quindi lasciato per diverse ore per consentire alle sonde di interagire e legarsi agli acidi nucleici cellulari. Infine, al chip viene aggiunta un’ulteriore serie di reagenti per identificare le posizioni in cui gli acidi nucleici cellulari si sono legati alle sonde.
L’analisi del microarray viene quindi utilizzata per determinare quali sonde sono state in grado di rilevare gli acidi nucleici cellulari. Questa è spesso un’analisi complessa, poiché un singolo chip può contenere decine di migliaia di sonde uniche. L’ordine delle sonde sul chip è memorizzato in un database del computer in modo che i risultati possano essere ottenuti facilmente. Utilizzando il chip e il database, uno scienziato può sviluppare un elenco di geni che si sono legati alle sonde e che erano quindi presenti nell’estratto cellulare originale.
La tecnica di analisi dei microarray è comunemente usata nella profilazione dell’espressione genica. In questo tipo di esperimento, il microarray è impostato per esaminare i modelli di espressione genica nelle cellule. Le sonde per i geni di interesse sono incluse nel microarray e, quando l’esperimento è completo, l’analisi dei dati del microarray può determinare quali dei geni studiati sono stati attivati in un determinato momento.
Altri usi per questa tecnica includono l’ibridazione genomica comparativa e il rilevamento SNP. L’ibridazione genomica comparativa è un test che esamina il contenuto genomico nelle cellule di organismi correlati. Questo tipo di analisi fornisce informazioni sulle relazioni genetiche tra specie diverse.
Il rilevamento SNP è una tecnica che può essere utilizzata nell’analisi forense, nell’analisi del collegamento genetico e nella valutazione dei rischi di malattie genetiche. Gli SNP sono polimorfismi a singolo nucleotide, posizioni sul genoma in cui ci sono due possibili sequenze di coppie di basi. Gli SNP possono fornire una serie di utili informazioni genetiche a causa del fatto che esistono diverse variazioni di SNP in diverse popolazioni etniche e geografiche.