Un microarray di cDNA è un metodo per capire quali geni in una cellula sono attivi in qualsiasi momento. Questo è utile per distinguere i geni che agiscono in modo diverso nei vari tipi di cellule e anche quali geni sono attivi in determinate condizioni, come il cancro. Il nome cDNA deriva dall’uso di piccole sequenze di acido desossiribonucleico (DNA) che si attaccano alle sequenze di acido ribonucleico (RNA) che le cellule esprimono. Queste piccole sequenze di DNA sono complementari (c) alle sequenze di RNA, da cui la viscosità, e sono anche etichettate con etichette fluorescenti, così uno sperimentatore può vedere quali sequenze di RNA sono espresse e in che misura.
Le cellule contengono il DNA come modello per tutte le proteine di cui una cellula ha bisogno. La sequenza del DNA rappresenta gli amminoacidi che il corpo ha bisogno di raccogliere e mettere insieme per formare una proteina. Tra il DNA e la produzione di proteine c’è un passaggio intermedio. La cellula copia la sequenza del gene in un’altra forma chiamata RNA messaggero (mRNA). Quindi, il macchinario della cellula legge l’mRNA come istruzioni per la proteina desiderata.
Poiché gli mRNA di particolari geni non sono tutti espressi continuamente, i genetisti possono osservare ciò che viene espresso in determinate condizioni. Un approccio utile consiste nel confrontare le cellule tumorali con le cellule sane e vedere quali geni esprimono l’mRNA in modo diverso nelle due situazioni. Queste informazioni possono quindi indirizzare gli scienziati verso obiettivi per i trattamenti. Diversi tipi di cellule producono anche diversi modelli di mRNA, poiché ogni tipo di cellula ha un compito diverso.
La base di un cDNA microarray è che il test identifica l’mRNA espresso da un campione ad una sensibilità che consente allo sperimentatore di capire quali geni stanno esprimendo più di altri e quali non lo stanno esprimendo affatto. Poiché un microarray di cDNA di solito testa centinaia di migliaia di sequenze di mRNA, di solito viene eseguito dalla macchina. L’analista non usa direttamente l’mRNA che estrae da una cellula, ma piuttosto fa una copia di quell’mRNA come sequenza di DNA.
Le aziende commerciali producono piastre per microarray di cDNA per i laboratori. Creano le sequenze di DNA che corrispondono alle centinaia o migliaia di geni che lo sperimentatore desidera testare e posizionano ciascuno individualmente su un singolo vetrino per microarray. Questo rappresenta tutti i geni che potrebbero essere espressi in quel gruppo.
Sequenze complementari all’mRNA che il ricercatore estrae dalla cellula vengono quindi realizzate in laboratorio copiando l’RNA in DNA. Questi prodotti hanno una sequenza che si attacca al DNA sul vetrino del microarray che avrebbe prodotto l’mRNA. L’analista quindi attacca le molecole fluorescenti a queste sequenze di cDNA.
Coprire il vetrino del microarray nel cDNA consente a qualsiasi sequenza complementare di aderire. Il vetrino viene quindi lavato per rimuovere il cDNA non legato. Uno scanner misura quindi la quantità di fluorescenza, se presente, su ogni singolo punto di DNA. I geni che esprimono più mRNA avranno più cDNA fluorescenti legati a loro rispetto ai geni che esprimono meno mRNA. In questo modo, l’analista può capire quali geni sono più attivi di altri e confrontare i risultati con un diverso tipo di cellula.