Trasduzione (genetica)



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Poiché la trasduzione è chiamata genetica del trasferimento genico da virus . Di solito vengono trasferiti geni virali, ma occasionalmente batterici o artificiali . L'infezione di cellule bersaglio con vettori virali viene anche chiamata trasduzione, nel qual caso anche i geni estranei vengono trasferiti con l'aiuto di virus.

Oltre alla trasformazione e alla coniugazione, la trasduzione è una delle tre opzioni per il trasferimento genico.

Trasduzione in ingegneria genetica

La trasduzione viene utilizzata nell'ingegneria genetica e nella terapia genica per portare materiale genetico negli eucarioti attraverso vettori virali come i virus adeno-associati . È uno strumento spesso utilizzato nella ricerca di base e un potenziale candidato come meccanismo centrale della terapia genica.

Trasduzione non specifica (generale)

Il trasferimento del DNA batterico da parte di un batteriofago virulento è chiamato trasduzione aspecifica o generale . Durante la riproduzione fagica nella cellula batterica ( ciclo litico ) può accadere per caso che al posto del DNA fagico, un pezzo di DNA batterico venga incorporato in un fago, che era stato precedentemente scomposto in frammenti sotto il controllo del DNA fagico. Se questo fago infetta un'altra cellula, il DNA batterico viene incorporato ( ricombinato ) nel suo genoma batterico .

Trasduzione specifica (speciale)

I fagi temperati sono virus il cui DNA, dopo l'iniezione nella cellula ospite, non entra nel ciclo litico, ma occasionalmente nel ciclo lisogenico ed entra in una fase di riposo (esempio: batteriofago lambda ). Nella maggior parte dei casi, il DNA del fago viene integrato per la prima volta nel cromosoma principale dell'ospite a un certo punto (in Escherichia coli questa è la regione att ). Un'eccezione con un genoma episomico è ad es. B. il fago P1. Questo DNA fago integrato o circolare è indicato come profago. Ciò non influisce sulla vitalità della cellula ospite. Si moltiplica e con essa i profagi. L'integrazione di un fago può anche rivelarsi vantaggiosa per il batterio, poiché indossare il profago spesso protegge dalla superinfezione di altri batteriofagi della stessa specie. Se le condizioni ambientali peggiorano e la cellula ospite minaccia di morire a causa dei raggi UV o delle sostanze chimiche, ad esempio , il fago entra nel ciclo litico, perché un ospite morto non è più disponibile per un virus per moltiplicarsi. Se il profago viene tagliato in modo impreciso ( escissione ) dal genoma dell'ospite, il DNA fagico può prendere a caso un pezzo di DNA batterico con esso e incorporarlo in un altro batterio. Nell'ingegneria genetica, questa proprietà viene utilizzata per trasferire determinate aree del DNA da un batterio a un altro. È vero che durante l'escissione il batteriofago non sottrae specificamente segmenti di DNA alla cellula ospite, ma solo con una probabilità statistica. Esiste un marker di selezione sul segmento di DNA che si desidera trasferire da un batterio a un altro mediante trasduzione, come ad es. B. un gene di resistenza agli antibiotici, sopravvive alla selezione solo quei batteri che hanno ricevuto il segmento di DNA desiderato e incorporati per ricombinazione omologa.

Prove di Lederberg, Tatum e Zinder

Dopo che Edward Lawrie Tatum e Joshua Lederberg avevano già mostrato la coniugazione con Escherichia coli nel 1947 , Lederberg e Norton Zinder hanno coniato il termine "trasduzione" nel 1952 per un processo precedentemente sconosciuto che sono stati in grado di dimostrare in un esperimento con l'agente eziologico del tifo del topo , Salmonella typhimurium : le due gambe di un tubo a U, separate da un filtro permeabile solo alle particelle più piccole delle cellule batteriche, sono state caricate con due ceppi di S. typhimurium .

Il ceppo 1 era un mutante di carenza solo per l' aminoacido istidina e il ceppo 2 solo per l'amminoacido triptofano .

tribù Sintesi dell'istidina Sintesi del triptofano
1 non possibile possibile
2 possibile non possibile

Dopo alcune ore di incubazione , oltre ai rappresentanti dei due ceppi 1 e 2, potrebbero essere rilevati batteri che potrebbero produrre essi stessi istidina e triptofano. Inoltre, nella sospensione si sono potuti osservare batteriofagi liberi (P22) che non erano presenti all'inizio dell'esperimento.

Poiché i batteri non potevano entrare in contatto diretto tra loro, la coniugazione era impossibile. Una trasformazione potrebbe anche essere esclusa perché non è stato possibile trovare DNA libero nelle due gambe del tubo a U. La conclusione è stata che i batteriofagi avevano trasferito parti del genoma dai batteri di un ceppo alle cellule dell'altro ceppo.

letteratura

link internet

Prove individuali

  1. ^ BR Schultz, JS Chamberlain: trasduzione e integrazione del virus adeno-associato ricombinante. In: Molecular therapy: la rivista dell'American Society of Gene Therapy. Volume 16, numero 7, luglio 2008, pagg. 11891199, doi: 10.1038 / mt.2008.103 , PMID 18500252 , PMC 2574934 (testo completo gratuito) (recensione).
  2. ^ Alberts , Bray, Johnson, Lewis: Textbook of Molecular Cell Biology, 2a edizione corretta Wiley-VCH, Weinheim 2001, ISBN 3-527-30493-2 .
  3. ^ ND Zinder, J. Lederberg: scambio genetico in Salmonella. In: Giornale di batteriologia. Volume 64, numero 5, novembre 1952, ISSN  0021-9193 , pp. 679-699, PMID 12999698 , PMC 169409 (testo completo gratuito): "studio della ricombinazione genica in Escherichia coli (Tatum e Lederberg, 1947; Lederberg et al. , 1951) ha suggerito che un approccio simile dovrebbe essere applicato ad altri batteri. ... un nuovo termine descrittivo, trasduzione ".

Opiniones de nuestros usuarios

Ezio Barbieri

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