Care sunt diferitele moduri de transfer al ADN-ului străin în bacterii?

Pentru transferul ADN-ului străin în celula gazdă, există diferite metode implementate. Există două mari categorii de transfer de gene care se produc în mod natural sau artificial cu interferențe umane.

Transfer de gene orizontal : poate fi definit ca transferul de material de la o celulă la cealaltă celulă, în afară de celula mamă la fiică.

Transferul genic vertical: în acest caz, transferul genic este între celula mamă la celula fiică.

HGT [1] implică transformare, transfecție și conjugare.

Transformare : Suntem destul de familiarizați cu experimentul lui Griffith și principiul său de transformare. Poate fi definit ca absorbție dacă ADN-ul gol și integrarea sa în sistemul bacterian. Transformarea este observată în mod natural la plante, animale și bacterii. Transformarea se poate face artificial implementând metode specifice, cum ar fi electroporarea, metoda balistică, metodele chimice etc.

Transfecție [2] : Este similară cu transformarea. Pentru celulele eucariote, cuvântul de transformare este folosit pentru a se raporta la cancer și astfel, se adoptă cuvântul de transfecție. Procesul de transfecție include virusul ca mediu pentru transferul materialului genetic în sistemul eucariot.

Conjugare : este un proces care apare în mod natural în bacterii și alte procariote care facilitează reproducerea sexuală. Conjugarea are loc prin formarea punții de conjugare care permite celulei donatoare (bărbatul) să transfere materialul genetic către celula receptoare (femelă). Podul de conjugare este format din pili (numit sex pili) a celor două bacterii. Notă: bacteriofagii precum M13 utilizează acești pili pentru a transfera materialul genetic direct în celula bacteriană.

Metodele de transformare utilizate de inginerii genetici și biotehnolog pentru transformarea celulelor sunt clasificate, în linii mari, în două categorii: Metode fizice și chimice.

1) Metode chimice:

Tratament cu CaCl2: CaCl2 ar destabiliza membrana celulară. Acesta s-ar lega de ADN și ar acoperi încărcarea negativă a fosfatului. Prin urmare, ADN-ul poate intra cu ușurință în celulă prin stratul lipidic. CaCl2 determină precipitarea ADN-ului pe faza exterioară a membranei lipidice. Supunerea șocului de căldură (42 ° C) la probă crește randamentul transformanților.

Tratamentul PEG: Pentru celulele plantelor, folosim PEG în loc de CaCl2. PEG este de 4000 de molecule de Da și destabilizează membrana și formează un complex cu ADN-ul. ADN-ul este apoi transportat cu ușurință în celulă.

Alte metode chimice implică utilizarea dextrans DEAE, lipozomi, nanocarriers etc.

2) Metode fizice:

Electroporarea: implică utilizarea impulsului electric pentru a genera pori temporari în membrană. Plasmidele mici și ADN-ul pot fi încorporate cu ușurință prin utilizarea metodelor chimice, dar pentru moleculele mari de ADN, trebuie să folosim metode fizice. Cu toate acestea, pentru electroporare, concentrația trebuie să fie mare. În cazul celulelor vegetale, celula este înconjurată de straturile de polizaharide și de alte biomolecule precum hemiceluloză, celuloză, pectină etc. Astfel, tratăm celula cu enzime precum hemiceluloză și celuloză pentru a îndepărta peretele celular și a transforma celula în un protoplast. Astfel, porii din membrană pot fi formați ușor și ADN-ul poate fi transferat în celulă prin electroporare.

http://www.scientzbio.com/s/

Metoda biologică [4] : Se mai numește metoda de bombardare a particulelor, metoda pistolului de particule sau pur și simplu pistolul genic. Instrumentul este format din microportoare care sunt formate din metale grele, cum ar fi Au, Ag, W etc. Pistolul constă, de asemenea, dintr-un disc de rupere, o placă care transportă microportoare (încărcate cu ADN), placă de oprire și, în sfârșit, placă de susținere a celulelor. . Când arma este trasă, gazul este presurizat în pistol care duce la ruperea discului de rupere. Placa cu micro-purtătorul (cu ADN-ul) se deplasează spre placa de oprire. Apoi, microportul s-ar muta și a intra în celulă. ADN-ul este astfel transferat direct în celulă. Cu toate acestea, există unele limitări ale utilizării pistolului genic. Există posibilitatea introducerii mai multor particule și acumulării acesteia, care poate provoca supraexpresia genei sau reducerea silentei genice.

http://www.scientzbio.com/gene-transduction-device/

Microinjecții : folosesc pipeta foarte fină pentru a injecta molecule de ADN direct în nucleul celulei care urmează să fie transformată. Este utilizat pentru celulele vegetale și animale.

Notă: Aș aprecia corecțiile și sugestiile dvs. dacă datele sunt irelevante.

Referințe și lecturi ulterioare

Brown, TA, 2016. Clonarea genelor și analiza ADN-ului: o introducere. John Wiley & Sons.

Wolff, JA, Malone, RW, Williams, P., Chong, W., Acsadi, G., Jani, A. și Felgner, PL, 1990. Transferul direct al genelor în mușchiul mouse-ului in vivo. Science, 247 (4949 Pt 1), p. 1465-1468.

Lorenz, MG și Wackernagel, W., 1994. Transferul de gene bacteriene prin transformarea genetică naturală în mediu. Recenzii microbiologice, 58 (3), pp.563-602.

Lurquin, PF, 1997. Transfer de gene prin electroporati