La tecnica del trasferimento genico è ampiamente utilizzata nella ricerca genetica. È uno degli strumenti indispensabili per la clonazione, la ricerca sulla funzione e la regolazione dei geni e la produzione di proteine ricombinanti. Questo processo si divide in sei metodi: trasformazione, coniugazione, elettroporazione, trasferimento genico mediante liposomi, trasduzione e trasferimento diretto del DNA. Nel seguente articolo scopriremo come avviene questo processo.
Trasferimento genico
Trasformazione
Questo metodo si basa principalmente sull’ingegneria genetica dei batteri. Il processo prevede l’utilizzo di DNA libero dall’ambiente e la sua incorporazione nella cellula ricevente. Affinché questo processo abbia luogo, il batterio ricevente deve trovarsi in uno stato di competenza, che può verificarsi come risposta limitata nel tempo a condizioni ambientali come la fame. Questo stato può verificarsi anche in condizioni di laboratorio.
Coniugazione
La coniugazione è il processo attraverso il quale il trasferimento di materiale genetico da un batterio all’altro avviene per contatto diretto. Durante questo processo si formano speciali e sottili ponti citoplasmatici chiamati pilus. Si tratta di un processo a più fasi in cui, con l’aiuto dei ponti precedentemente menzionati, un frammento del plasmide con il materiale genetico batterico passa nella cellula ricevente.
Elettroporazione
Questo metodo utilizza l’elettroshock ad alta tensione per introdurre il DNA nelle cellule. Questa tecnica può essere applicata alla maggior parte delle cellule, non solo a quelle batteriche come nei metodi precedenti. Offre un’elevata frequenza di trasformazione permanente e di espressione genica transitoria. Con questa tecnica si possono ottenere topi utilizzati nella tecnologia knock-out, di cui potete leggere anche in uno dei nostri articoli.
Trasferimento genico con i liposomi
Questa tecnica utilizza liposomi cationici come vettori. Durante questo processo, i frammenti di DNA vengono incapsulati all’interno dei liposomi. I vettori appena formati si attaccano quindi alle membrane cellulari e avviene una fase chiamata fusione. Il risultato è il trasferimento del materiale genetico all’interno della cellula e quindi anche il suo trasporto al nucleo cellulare. Si tratta di una tecnica di trasferimento genico molto efficiente, utilizzata con cellule batteriche, animali e vegetali.
Trasduzione
Si tratta di un processo in cui il trasferimento di geni avviene tramite un virus. Questi virus, chiamati batteriofagi, hanno la capacità di infettare le cellule batteriche e, così facendo, le usano come ospite per moltiplicare altri batteriofagi. Una volta moltiplicati in numero sufficiente, i virus rimuovono parte del materiale genetico del batterio, causando cambiamenti nel materiale genetico. Poi, quando questi virus invadono nuovamente un’altra cellula batterica, il frammento di DNA eliminato viene trasferito.
Trasferimento diretto del DNA
Questo processo avviene principalmente attraverso microiniezioni e bombardamento diretto di molecole di DNA nel nucleo cellulare. Per questo processo non è necessario alcun vettore.
