Biologia molecolare - organismi transgenici

Integrazione del nuovo DNA nel genoma

Degradazione

L'evento più frequente quando si introduce del nuovo DNA è la sua degradazione.

Integrazione di singola copia

Il nuovo DNA può integrarsi stabilmente nel genoma attraverso l'integrazione di singola copia di DNA esogeno nel DNA genomico.

Integrazione di concatameri

Un'altra modalità è l'integrazione di concatameri di DNA esogeno nel DNA genomico.

Ricombinazione omologa

La ricombinazione omologa è un processo in cui il DNA esogeno si integra nel DNA genomico tramite scambio di sequenze simili.

Inserzione casuale di DNA circolare

Il DNA plasmidico può integrarsi casualmente nel genoma come DNA circolare.

Inserzione sito-specifica di DNA circolare

L'inserzione sito-specifica di DNA plasmidico permette una integrazione precisa nel DNA genomico.

Trasfezione

Trasfezione stabile: le cellule vengono trafettate e messe sotto selezione per arricchire quelle che hanno incorporato stabilmente la modifica genetica.

Trasfezione transiente: le cellule vengono trafettate ma non vengono sottoposte a selezione.

Produzione di vaccini

Vaccino contro epatite B in lievito

I vaccini attenuati sono virus alterati per non potersi riprodurre nell'organismo in cui vengono inoculati. Tuttavia, questi vaccini sono potenzialmente pericolosi perché possono essere contaminati con virus infettivi. I tentativi di produrre l'antigene di superficie del virus dell'epatite B (HBsAg) in E. coli sono falliti. Il gene codificante HBsAg è stato clonato in un vettore di espressione di lievito, permettendo al lievito trasformato di produrre elevate quantità di HBsAg. Utilizzando fermentatori, è possibile ottenere 50-100 mg di proteina per litro di coltura.

Produzione ricombinante di vaccino per epatite B in lievito

Il lievito trasformato con vettore di espressione produce elevate quantità di HBsAg.

Espressione proteica in cellule di mammifero

L'attivatore plasminogeno tissutale (t-PA) e l'interferone beta-1a sono prodotti da linee cellulari di mammifero (CHO) in coltura, nei cui genomi i vettori di espressione si sono integrati stabilmente a seguito della trasfezione. Il t-PA è utilizzato nella terapia degli attacchi cardiaci, mentre l'interferone beta-1a è impiegato nella terapia della sclerosi multipla.

Vettori virali

• Si ottengono inserendo il gene di interesse nel genoma di diversi tipi di virus, sotto il controllo di un promotore forte.
• In genere, le modifiche rendono il virus incapace di riprodursi autonomamente, evitando la diffusione di virus ricombinanti.
• Il genoma viene ingegnerizzato con le tecniche del DNA ricombinante e trasfettato in particolari linee cellulari.