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VETTORI:
Fagi, Cosmidi, Fasmidi
Partendo dal genoma come abbiamo visto, i geni per la lisogenia
sono stati eliminati, mentre si lascia una zona dove sono inseriti
siti unici o siti di clonaggio. Per avere
il mio vettore devo tagliare il DNA fagico lineare, aggiungere la
sequenza da clonare, con dimensioni in funzione della lunghezza
totale che deve essere di 52Kb (al max 20 kb di frammento quindi),
aggiungere la ligasi e ottenere il rDNA
(elemento extracromosomale).
Poiché i siti cos sono complementari in realtà quello che si forma
nella mix dei ligandi
è una miscela: posso avere tutte le possibili formazioni: La ligasi, come agisce su Eco agisce su cos, quindi ho una mix di concatameri
più o meno lunghi e con più o meno possibilità di riarrangiamento.
cos–––––Eco
(Eco––––Eco)nEco–––––––cos
Anche qua tutti i riarrangiamenti saranno impaccati
se le dimensioni sono quelle giuste. Prima di arrivare all’impaccamento
posso introdurre dei marcatori che mi permettano
di selezionare quello che mi interessa rispetto al DNA originale.
Se io taglio i geni per la lisogenia e
ci metto lacZ,
infettando Coli con il fago che porta
questo DNA e che piastro in presenza di
Xgal, le placche
di lisi saranno blu. Se all’estremità ci metto un polilinker,
questo mi permette di clonare all’interno
di lacZ, quindi le placche trasformate
ricombinanti saranno bianche. Questo perché
nella soluzione di ligazione
si può formare anche il DNA wild-type, se non elimino il frammento
originale dove ho clonato.
Ovviamente poi vado ad analizzare il DNA, perché fra tutti i possibili
impaccamenti ottenuti qualcunopuò anche non interessarmi. Inoltre questo
è il caso peggiore: se uso 2 enzimi che non lasciano estremità
compatibili riduco le possibilità.
Poichè il mio virus sarà privato di tutte le regioni
codificanti per le proteine, ho bisogno di avere code e teste vuote,
con la quale far fare poi il packaging. Si utilizzano così
due ceppi di Coli che vengono infettati
con 2 fagi mutanti: uno è infettato con
un fago mutato nel gene per la terminasi,
l’altro lo infetto con un fago mutato
nel gene della testa. In entrambi inì
casi, in queste condizioni, una volta
che io ho infettato, non avrò produzione
di particelle fagiche: nel primo caso ho teste vuote, code e DNA impossibilitato
nell’impaccamento; nell’altro caso avrò
la terminasi (enzima che taglia i concatenameri
nel momento del packagin), le code ma sarò senza teste. Ci
sono metodi che permettono di isolare i prodotti e di eliminare
il DNA che non è stato impaccato: mettendo insieme le due soluzioni
contenenti le componenti struttrali e enzimatiche virali, con il
mio DNA fagico costruito ho il packaging: il DNA fagico entra nelle
teste, la terminasi taglia a livello delle zone cos e ottengo particelle
fagiche ricombinanti che userò per infettare
cellule di Coli.
FAGO M13.
Rispetto
a lambda, siccome non ha vincoli di impaccamanto riguardo le dimensioni, permette il clonaggio di frammenti più grandi.
È un fagobastoncellare,
il suo DNA è circolare single strand,
e molto più piccolo: 6400 nucleotidi.
Infetta solamente cellule di Coli F+,
attraverso il pilus F, al quale si lega e penetra all’interno della cellula.
Il ciclo vitale è ancora più complesso,
schematicamente, infetta le cellule, entra DNA circolare ss che è subito trasformato in ds. Il quale, la prima cosa
che fa è replicare 300 copie di se stesso.
I 300 ds dirigono da una parte la sintesi di proteine per la costruzione
dei fagi (capsideetc) dall’altro dirigono la sintesi del DNA, sempre con il
rolling circle. La differenza è nelle modalità:
l’inizio è uguale, ma non si forma il concatenamero double,
all’interno di coli ho ds che dirige e ss che poi verrà estruso e, rivestito dalle proteine del capside, verrà rilasciato all’esterno senza causare la lisi
dell’ospite. È vero che a Coli 300 particelle di
esoDNA non è che facciano poi così bene, ma l’unico risultato
evidente è il rallentamento della crescita.
Come punto di partenza viene estratto il
DNA ds all’interno delle cellule infettate (gli enzimi di restrizione
non tagliano il ss). Anche
qui si modificano i geni che non interessano per prendere spazio.
Ci butto dentro LacZ e clono al suo interno.
Con questo DNA circolare ricombinante
trasformo (in fondo è un plasmide) cellule
di Coli, cosicchè, quando potrà, questa
forma replicativa andrà incontro alla
amplificazione e rilasciando ss sottoforma di fagi.
Il tutto senza limiti di dimensioni e senza lisi cellulare e con
la possibilità di disporre DNA ss e ds.
Inoltre, siccome è ss, la mia modifica
suibisce un orientamento: |––––>>>>>>>>>>––––|oppure|––––<<<<<<<<<<<–––––|,
avrò particelle fagiche con ss
di un’elica o dell’altra.
Sfruttando le caratteristiche e i vantaggi di plasmidi
e fagi sono nati Cosmidi
e Fasmidi.