Concetti Chiave
- Il DNA esogeno viene incorporato nel genoma batterico tramite vettori molecolari, mantenendo il gene d'interesse separato dal DNA dell'ospite.
- I principali vettori utilizzati sono virus (batteriofagi) e plasmidi, scelti per la loro piccola dimensione e capacità di replicarsi autonomamente nella cellula ospite.
- I vettori genetici sono stati modificati per facilitare l'inserimento e l'espressione dei geni, con virus attenuati utilizzati anche in alcune tipologie di vaccini.
- I plasmidi sono molecole circolari di DNA in grado di replicarsi autonomamente e devono avere siti di taglio per enzimi di restrizione per l'inserimento di geni esogeni.
- I vettori plasmidici sono scelti con caratteristiche selezionabili, come la resistenza agli antibiotici, per identificare i batteri che hanno incorporato il plasmide ricombinante.
Incorporazione del DNA esogeno
Il DNA esogeno assunto da un batterio generalmente viene incorporato nel genoma batterico, in laboratorio però risulta più semplice clonare un gene se questo si mantiene separato dal DNA dell’ospite.
Per evitare che nel genoma batterico venga integrato il gene d’interesse, quest’ultimo viene inserito in un vettore molecolare, una molecola capace di trasportarlo nella cellula ospite e di mantenerlo separato dal genoma batterico.
I vettori più utilizzati in questa procedura sono i virus (in particolare i batteriofagi) e i plasmidi. I vettori, per svolgere al meglio la loro funzione, devono essere piccoli e avere sequenze adatte a legare il fra-mento che porta il gene studiato. Una volta entrato nella cellula ospite, il vettore si moltiplica in modo autonomo e con esso anche il frammento di DNA esogeno, consentendo così di ottenere più copie identiche del gene (clonaggio genico).
Modifiche nei vettori genetici
Nei virus e nei plasmidi utilizzati in ingegneria genetica sono state introdotte modifiche alla struttura originale, allo scopo di facilitare l’inserimento, la trascrizione e l’espressione dei geni. I primi vettori utilizzati nelle manipolazioni sono stati i virus, proprio per la loro semplicità strutturale e la loro capacità di penetrare facilmente all’interno delle cellule, replicandosi ed esprimendo i propri geni. Per i virus patogeni, è anche possibile ottenere virus attenuati, incapaci cioè di scatenare la malattia nell’ospite, grazie alla sostituzione dei geni che causano la patologia con geni innocui. Tecnologia alla base di alcune tipologie di vaccini.
Caratteristiche dei plasmidi
I plasmidi sono piccole molecole circolari di DNA di circa un migliaio di coppie di basi presenti nel citoplasma delle cellule batteriche (ma separate dal cromosoma batterico), dove sono in grado di replicarsi autonomamente, grazie alla presenza di una propria origine di replicazione. Un plasmide adatto come vettore di clonaggio deve avere un sito di taglio per un enzima di restrizione, in modo che possa aprirsi e inserire il gene esogeno. I vettori plasmidici vengono scelti generalmente con una caratteristica selezionabile (come la resistenza agli antibiotici), che permette di identificare con precisione i batteri che hanno incorporato il plasmide ricombinante.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo dei vettori molecolari nell'incorporazione del DNA esogeno nei batteri?
- Quali modifiche sono state apportate ai vettori genetici per migliorare la loro funzionalità?
- Quali caratteristiche devono avere i plasmidi per essere utilizzati come vettori di clonaggio?
I vettori molecolari, come virus e plasmidi, trasportano il DNA esogeno nella cellula ospite e lo mantengono separato dal genoma batterico, facilitando il clonaggio del gene d'interesse (testo).
I vettori genetici, come virus e plasmidi, sono stati modificati per facilitare l'inserimento, la trascrizione e l'espressione dei geni, con la possibilità di creare virus attenuati per l'uso nei vaccini (testo).
I plasmidi devono avere un sito di taglio per un enzima di restrizione e una caratteristica selezionabile, come la resistenza agli antibiotici, per identificare i batteri che hanno incorporato il plasmide ricombinante (testo).
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