I plasmidi sono piccole molecole di DNA circolare che si trovano nei batteri e in alcuni altri microrganismi. Esistono indipendentemente dal cromosoma batterico e possono replicare autonomamente, il che significa che possono fare copie di se stessi. Questa caratteristica unica rende gli strumenti ideali dei plasmidi per l'ingegneria genetica.
Ecco come funzionano i plasmidi e come vengono utilizzati per creare organismi transgenici:
1. Struttura del plasmide:
- I plasmidi contengono in genere geni che forniscono ai batteri vantaggi, come la resistenza agli antibiotici.
- hanno sequenze specifiche chiamate origine della replica (ORI) che consentono loro di replicare in modo indipendente.
- Hanno anche siti di enzimi di restrizione , che sono sequenze di DNA specifiche che possono essere tagliate da enzimi di restrizione.
2. Inserimento genico nel plasmide:
- Il gene di interesse (quello che vogliamo introdurre in un altro organismo) è prima isolato dalla sua fonte originale.
- Lo stesso enzima di restrizione viene utilizzato per tagliare sia il plasmide che il gene di interesse, creando estremità appiccicose corrispondenti.
- Il gene viene quindi inserito nel plasmide, creando un plasmide ricombinante .
- Il plasmide e il gene vengono quindi uniti insieme usando un enzima chiamato DNA ligasi .
3. Presentazione del plasmide nell'organismo:
- Il plasmide ricombinante viene quindi introdotto nell'organismo ospite, in genere un batterio.
- Questo processo è chiamato trasformazione , dove i batteri occupano il plasmide.
- Una volta all'interno dell'ospite, il plasmide replica ed esprime il gene inserito, producendo la proteina o il tratto desiderato.
4. Creazione di organismi transgenici:
- L'organismo transgenico è ora creato introducendo il gene modificato nell'organismo target.
- Questo può essere fatto usando metodi diversi:
- Iniezione diretta: Il plasmide ricombinante viene iniettato direttamente nell'uovo o embrione fertilizzato.
- Vettori virali: Il plasmide ricombinante viene confezionato in un virus, che quindi infetta le cellule bersaglio.
- Gene Gun: Il plasmide è rivestito su particelle d'oro e sparato nelle cellule.
Esempi di organismi transgenici creati usando plasmidi:
- Colture geneticamente modificate: Ingegnerizzato per essere resistente a parassiti, erbicidi o ha un valore nutrizionale migliorato.
- Produzione di insulina: I batteri sono progettati per produrre insulina umana usando plasmidi ricombinanti.
- terapia genica: I plasmidi ricombinanti offrono geni terapeutici per trattare le malattie genetiche.
Vantaggi dell'uso di plasmidi:
- Facile da manipolare: I plasmidi sono relativamente piccoli e la loro sequenza di DNA è ben caratterizzata, rendendoli facili da modificare.
- autoreplicante: I plasmidi possono replicare in modo indipendente, garantendo elevati numeri di copie del gene inserito.
- versatile: I plasmidi possono essere usati per esprimere una vasta gamma di geni in vari organismi.
In conclusione, i plasmidi sono strumenti inestimabili per l'ingegneria genetica, consentendo agli scienziati di creare organismi transgenici con tratti desiderati. La loro capacità di replicare in modo indipendente e trasportare geni stranieri li rende essenziali per una vasta gamma di applicazioni in biotecnologia e medicina.
