Gene ABC

Ricombinare dei frammenti di DNA (ricombinazione di DNA)

Il plasmide di un batterio è formato, come tutti i geni umani, di DNA. Infatti, è un anello di DNA. Si può inserire un gene umano dentro un plasmide. Si parla dunque di ricombinazione di DNA.

I genetisti s’interessano spesso ad un gene specifico. Per poterlo studiare, o per poterci lavorare, questo gene viene introdotto dentro i batteri.

Per iniziare il genetista deve preparare il DNA nel seguente modo:

A) Il gene che deve essere introdotto dentro il plasmide deve essere innanzitutto isolato, per esempio a partire da cellule umane.

B) Il plasmide deve essere estratto dai batteri.

Entrambi devono essere tagliati in modo che il pezzo di DNA che contiene il gene d’interesse possa essere introdotto dentro il plasmide batterico. Per questo il genetista usa delle forbici per DNA chiamate enzimi di restrizione:

A) Queste forbici tagliano il DNA umano in molti punti. Questo genera numerosi frammenti di DNA. Il genetista isola il pezzo di DNA che porta il gene d’interesse grazie all’elettroforesi su gel (vedi capitolo su questo soggetto).

B) Il plasmide, invece, viene tagliato in un solo punto. L’anello di DNA viene quindi aperto.

Il DNA umano e quello batterico devono essere tagliati con le stesse forbici, in modo che le loro estremità siano complementari. Grazie alla colla per DNA, le ligasi, le estremità sono legate insieme. –Ne risulta un anello di DNA ricombinante: un plasmide batterico contenente un gene umano

Reintrodurre l’anello di DNA dentro il batterio (Trasformazione)

Per poter continuare a lavorare con il gene, che è ora dentro il plasmide batterico, quest’ultimo deve essere reintrodotto dentro un batterio.

Il genetista mette batteri e plasmide in una provetta contenente una soluzione nutritiva.

I batteri incorporano il plasmide solo se vengono trattati con il calore, per questo si immergono le provette per qualche istante nell’acqua calda (56°C). Grazie al calore i batteri subiscono uno choc: si formano dei piccoli buchi a livello della parete cellulare, attraverso i quali il plasmide può essere incorporato. Nel momento in cui si toglie la provetta dall’acqua calda i buchi si richiudono, ed il plasmide rimane rinchiuso all’interno del batterio.

Selezione

In realtà un solo batterio su 100000 incorpora il plasmide. Come si può riconoscere i batteri che portano il plasmide da quelli che non lo hanno?

Il plasmide contiene un gene protettore: grazie a questo gene il batterio produce una proteina che gli permette di essere protetto contro un veleno antibatterico (antibiotico). Il veleno antibatterico è messo su una piastra in plastica ricoperta di sostanze nutritive sotto forma di gel. I batteri sono quindi sparsi su questa piastra. Dopo qualche ora passata a 37°C solamente i batteri che possiedono il plasmide contenente il gene protettore sono capaci di moltiplicarsi. Sulla piastra restano perciò solo i batteri che portano il plasmide ricombinante, mentre gli altri sono morti.

Estrarra delle proteine umane

Il genetista preleva una colonia batterica e la mette in una soluzione nutritiva per diverse ora in un incubatore. I batteri si moltiplicano. Siccome tutti possiedono il plasmide ricombinante, che contiene il gene umano, essi producono la proteina corrispondente. Quest’ultima può essere poi isolata dai batteri ed essere utilizzata, per esempio, per produrre una medicina.