Concetti Chiave
- Esistono batteri capaci di fissare l'azoto atmosferico, un nutriente cruciale per le piante, e altri che non hanno questa capacità.
- Attraverso il DNA ricombinante, sono stati trasferiti geni fissatori di azoto da Klebsiella pneumoniae a E. coli, un batterio incapace di fissarlo.
- Il processo di trasferimento genetico prevede il taglio del DNA, il legame a vettori e la creazione di DNA ricombinante per la replicazione in cellule ospiti.
- Gli enzimi di restrizione agiscono come "forbici" per tagliare il DNA in punti specifici, mentre la DNA ligasi unisce i frammenti di DNA.
- Il trasferimento genico permette di migliorare le capacità dei batteri, come la sintesi di antibiotici, rendendoli più efficienti.
Batteri e azoto atmosferico
Vi sono batteri capaci di fissare l’azoto atmosferico (elemento nutritivo per le piante) ed altri che ne sono incapaci, batteri in grado di sintetizzare antibiotici, ma lenti in questa funzione.
Ebbene questi ultimi mediante la tecnologia del DNA ricombinante sono stati “velocizzati” da interventi sul genoma: per i primi si è provveduto a realizzare il trasferimento di geni fissatori di azoto (nif) da un batterio azotofissatore, Klebsiella pneumoniae, a un organismo incapace di fissare azoto, il ben noto batterio E. coli.
I geni “nif’ sono stati incorporati in un plasmide e trasferiti all’E. coli.
Processo di trasferimento genetico
Per trasferire sequenze nucleotidiche da un organismo a un altro, mediante la tecnologia del DNA ricombinante è necessario:
• tagliare la molecola di DNA in qualche punto per prelevarne le sequenze in esame;
• legare le sequenze prelevate a un vettore (vettore di clonaggio) rappresentato da un plasmide o da DNA virale, in particolare di un batteriofago;
• risaldare con legami covalenti le estremità di frammenti di DNA; le molecole risultanti, contenenti segmenti di provenienza diversa, vengono definite DNA ricombinante;
• trasferire il DNA ricombinante da una provetta a una cellula ospite (e. batterica), perché possa essere replicato ed espresso.
Enzimi di restrizione e DNA ligasi
Le “forbici” usate sono note come enzimi o endonucleasi di restrizione e sono in grado di tagliare molecole di DNA estraneo in siti specifici. Lo strumento che assembla frammenti cromosomici è rappresentato dall’enzima DNA ligasi.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo dei batteri nella fissazione dell'azoto atmosferico?
- Come è possibile velocizzare la sintesi di antibiotici nei batteri?
- Quali sono i passaggi fondamentali nel processo di trasferimento genetico?
Alcuni batteri sono capaci di fissare l'azoto atmosferico, un elemento nutritivo fondamentale per le piante, mentre altri non possiedono questa capacità. (Fonte: testo)
Attraverso la tecnologia del DNA ricombinante, i batteri in grado di sintetizzare antibiotici possono essere "velocizzati" modificando il loro genoma, come nel caso del trasferimento di geni fissatori di azoto da Klebsiella pneumoniae a E. coli. (Fonte: testo)
Il trasferimento genetico richiede il taglio del DNA, il legame delle sequenze a un vettore, la creazione di DNA ricombinante e il trasferimento di questo DNA a una cellula ospite per la replicazione e l'espressione. (Fonte: testo)
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