Innovazioni genetiche: dal trasferimento di geni alla sintesi di antibiotici

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.