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Metilasi

Avevamo parlato degli enzimi di restrizione. A differenza dei tipi I III, i II hanno l’attività di legame e quella di taglio senza l’attività metilasica, questo non significa che non ci sia la metilasi corrispondente, altrimenti questi enzimi in natura non proteggerebbero (non servirebbero). Tutte le metilasi sono state purificate perché vengono anch’esse utilizzate, per esempio, nell’aggiunta di linker ad un inserto da clonare in un opportuno vettore.

Aggiunta di linker.
L’aggiunta di link ad un inserto viene fatta quando abbiamo estremità blunt, in queste condizioni non conosciamo la mappa di restrizione, ma devo mettergli il linker, con gli oligonucleotidi sintetici, il quale contiene siti di restrizione che ne permettono il clonaggio.

Sperimentalmente si procede così:
Ho isolato il frammento blunt, costruisco e sintetizzo l’oligo col sito EcoR1 + basi aggiuntive altrimenti EcoR1 non taglia, quindi costruisco un filamento artificiale double strand di DNA col sito EcoR1 + xxxxxx basi, necessarie perché EcoR1 si possa legare e poi dare l’idrolisi. Il linker viene saldato attraverso l’azione della ligasi di T4, che poi vedremo, dopodiché taglio il ligato con EcoR1 per avere le estremità (sticky ends) per poterlo clonare all’interno di un vettore linearizzato a sua volta con EcoR1.
Prima di aggiungere i linker si metilano i siti (in questo caso Eco) del frammento originale, per impedire che quando vado a tagliare con Eco il frammento si sia spezzettato.
Riassumendo:  Isolamento –> metilazione–> aggiungo linker–> taglio–> clonaggio.

Esistono quindi tutte le metilasi corrispondenti agli enzimi di restrizione di tipo due.
Questo porrà dei problemi sulla mappa di restrizione successica al clonaggio, x’ se ho metilato tutti i siti Eco, questi non verranno tagliati da Eco. Ma con il sequenziamento del DNA potrò sapere quanti siti Eco c’erano.

Isoschizomeri e metilasi.
Gli isoschizomeri hanno proprietà diverse anche in riferimento alla metilazione del loro sito di riconoscimento: una metilasi riconosce lo stesso sito, ma il comportamento dell’isoschizzomero corrispondente è diverso (può tagliare un sito metilato e un altro può non tagliarlo).
Sfrutto questo fatto per studiare il livello (grado) di metilazione di certi siti: perché la metilazione, come pure la presenza di enzimadi restrizione è specifica per ogni organismo: noi abbiamo metilasi che non ci sono in Coli, i vertebrati superiori hanno un DNA estremamente ricco in GC rispetto a Coli, per cui è probabile che ci siano metilasi che riconoscano seq, GC rispetto ad AC. Come sfrutto questa cosa?
In Coli la metilasi che riconosce la sequenza CCGG non c’è, quindi se del DNA di vertebrato con questa sequenza è introdotto nel Coli, non viene metilato e se digerisco con due isoschizomeri, viene tagliato da tutti e due, e io non so se uno di questi è metilato o se sono metilati tutti e due, ma se uno è metilato e l’altro no se questo è clonato in Coli entra replica, non c’è la metilasi, l’elica synth non è metilata, e il DNA finale non è metilato, lo taglio sia con HPO2 che con SP1 e otterrò tre frammenti A, B, C. Se invece non faccio questo passaggio in Coli ma rimane come l’ho isolato (DNA di vertebrati superiori) avrò a seconda della metilazione un pattern diverso. Tagliando con Msp I che riconosce il sito indipendentemente che sia metilato o no, avrò il pattern uguale a quello ottenuto in Coli, se uso l’isoschizomero (Hpa II) che non taglia se il sito è metilato, avrò un pattern diverso, dal cfr posso sapere quanti siti sono metilati.
Riassumendo: parto da un DNA che non conosco che ha siti di restrizione per i miei isoschizomeri e non so quanti ne ha metilati, in Coli non c’è la metilasi per CCGG, quindi se clono questo DNA in Coli nel passaggio in Coli  durante la replicazione la metilazione viene persa. Taglio con i 2 enzimi, e in funzione dei siti che ci saranno otterrò un certo numero di bande. I siti non sono metilati, quindi i 2 enzimi mi danno le stesse bande (3 bande = 2 siti). Se il DNA isolato X non lo clono in Coli ma lo mantengo tal quale, siccome lo isolo da vertebrati è stato metilato in n siti, se lo digerisco con due enzimi uno che taglia indipendentemente dalla metilazione (pattern = a Coli), uno che non taglia se c’è la metilazione, otterrò pattern diversi a seconda del n° di siti di metilazione. Guardando le bande che scompaiono e le bande che aumentano di intensità (somma) capisco dentro che frammento si trova il sito metilato. Posso analizzare il grado di metilazione dei siti (quando isolo un DNA non so se i siti sono o non sono metilati, in genere isolo DNA da organismi non manipolati, con sistemi di metilazione che funzionano in modo standard).

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- Relazione: Ligazione del plasmide con frammento clonato

P = fostato
P* = fosfayto radioattivo
T4 = batteriofago (virus di E.coli)
Blunt = estremità che terminano pari
Linker (Poli Cloning Site) = zona contenenti numersi siti di restrizione
Nick = rottura su un singolo filmento di un legame fosfodiesterico
Protruding = i filamenti del plasmide terminano con lunghezze differenti
Self ligation = ligazione del plasmide su se stesso