Differkinome

De ce sunt folosite bacteriile în tehnologia ADN-ului recombinant

Ştiinţă
Share

Tehnologia ADN recombinant este o metodă de îmbinare a ADN-ului a două specii și introducerea acesteia într-un organism gazdă, pentru a produce noi combinații genetice. Procesul de laborator utilizat pentru a produce ADN recombinant este clonarea moleculară. PCR replică fragmentul ADN dorit care este inserat într-o plasmidă. Plasmida recombinată este transformată într-un organism gazdă pentru a produce un număr mare de copii ale plasmidei recombinate. Bacteriile sunt organismele gazdă utilizate în tehnologia ADN-ului recombinant și există mai multe motive pentru utilizarea lor ca gazdă.

Domenii cheie acoperite

1. Ce este tehnologia ADN-ului recombinant
     - Definiție, etapele procesului
2. De ce sunt folosite bacteriile în tehnologia ADN-ului recombinant
     - Motive pentru utilizarea bacteriilor ca organism gazdă

Termeni cheie: bacterii, clonare moleculară, viteză de creștere, tehnologie ADN recombinant, PCR, plasmide, selecție

Ce este tehnologia ADN-ului recombinant

Tehnologia ADN recombinant este o tehnică de biologie moleculară utilizată pentru a produce molecule de ADN recombinant care poartă caracteristica dorită unui organism anume. Clonarea moleculară este tehnica de laborator utilizată pentru a produce un număr mare de copii de ADN recombinat cuplat cu PCR. Procesul de clonare moleculară constă din șapte etape descrise mai jos.

  1. Alegerea organismului gazdă și a vectorului de clonare - Organismul gazdă este în principal bacterii. Alegerea vectorului de clonare depinde de alegerea organismului gazdă, dimensiunea fragmentului ADN străin și nivelul de exprimare.
  2. Prepararea vectorului ADN - Vectorul de clonare este digerat cu enzime de restricție pentru a obține capete compatibile cu fragmentul de ADN străin.
  3. Prepararea ADN care trebuie clonat - Fragmentul ADN dorit care trebuie clonat poate fi amplificat prin PCR și digerat cu enzime de restricție pentru a genera capete compatibile cu vectorul de donare.
  4. Crearea ADN-ului recombinant - Vectorul de clonare digerat și fragmentul PCR sunt ligate prin tratare cu ligază ADN.
  5. Introducerea ADN-ului recombinant în organismul gazdă - Moleculele ADN recombinate sunt transformate în bacterii pentru a obține un număr mare de copii.
  6. Selectarea organismelor transformate - un marker selectabil, cum ar fi rezistența la antibiotice, poate fi utilizat pentru selectarea bacteriilor transformate într-o cultură.
  7. Screening pentru clonele cu ADN dorit - Sistemul de screening alb-alb, PCR, analiza fragmentului de restricție, hibridizarea acidului nucleic, secvențarea ADN-ului și probele de anticorpi pot fi utilizate pentru screening-ul clonelor cu fragmentul ADN dorit.

Etapele tehnologiei ADN recombinant sunt arătate în figura 1.

Figura 1: Tehnologia ADN-ului recombinant

De ce sunt folosite bacteriile în tehnologia ADN-ului recombinant

Bacteriile devin "fabrici" care produc un număr mare de copii ale ADN-ului recombinant. Există mai multe motive pentru utilizarea bacteriilor ca gazdă în tehnologia ADN recombinant. Sunt;

  1. Celulele bacteriene sunt ușor de dezvoltat, menținute și manipulate într-un laborator. Cerințele de creștere sunt simple în bacterii și pot fi furnizate într-un vas Petri. Condițiile de creștere pot fi furnizate cu ușurință în interiorul unui incubator. De asemenea, pot tolera ADN străin în interiorul celulei.
  1. Se înmulțesc rapid. Deoarece bacteriile sunt mici organisme, ele cresc rapid decât tipurile de celule complexe. Ratele lor de diviziune celulară sunt ridicate.
  1. Elementele extrachromozomale ale bacteriilor cunoscute sub numele de plasmide pot fi manipulate și pot fi utilizate ca purtători ai ADN-ului recombinant în celule. Plasmidele pot fi izolate din bacterii pentru a introduce ADN străin și apoi transformate înapoi în bacterii.
  1. Plasmidele recombinate clonate pot fi izolate ușor din bacterii. ADN-ul plasmidic poate fi izolat prin procedee de laborator ușoare prin liza celulelor bacteriene.

Utilizarea bacteriilor în tehnologia ADN recombinant este prezentată în figura 2.

Figura 2: Utilizarea bacteriilor în tehnologia ADN recombinant

E coli este tipul de bacterii utilizat pe scară largă din mai multe motive:

  • E coli genomul este bine studiat și este relativ simplu. Are doar 4, 400 de gene. În plus, rămâne haploid pe toată durata vieții. Prin urmare, ingineria proteinelor este ușoară cu E coli ca o singură copie a genei care trebuie mascată prin mutageneză direcționată pe situs.
  • Rata de creștere a E. coli este inalt. Se repetă rapid în 20 de minute. Prin urmare, este ușor să se obțină faza log (de la jumătatea drumului la densitatea maximă).
  • Mulți E coli tulpinile sunt în siguranță pentru a se ocupa cu o igienă rezonabilă.
  • Prepararea celulelor competente (celulele capabile de preluarea ADN străin) și transformarea moleculelor recombinante sunt ușoare cu E coli.

Concluzie

Tehnologia ADN recombinant este utilizată pentru a introduce caracteristicile dorite organismelor. Bacteriile sunt folosite ca modele în tehnologia ADN-ului recombinant datorită mai multor motive cum ar fi creșterea și manipularea ușoară, diviziunea rapidă a celulelor, simplitatea, capacitatea de a selecta și de a transforma transformanții.

Referinţă:

1.Griffiths, Anthony JF. "Realizarea ADN-ului recombinant". Introducere în analiza genetică. Ediția a șaptea, Biblioteca Națională de Medicină din S.U.A., 1 ianuarie 1970, disponibil aici.
2.Phillips, Theresa. "Top 6 motive pentru care E. coli este folosit pentru clonarea genelor". Balanța, disponibilă aici.

Datorită fotografiei:

1. "OSC Microbio 12 01 MolCloning" Prin CNX OpenStax - (CC BY 4.0) prin Wikimedia Commons
2. "Clonarea genelor" de Kelvinsong - Activitate proprie (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons

Ştiinţă
×