CARATTERISTICHE VETTORE PLASMIDICO DI CLONAGGIO - Origine autonoma di replicazione (ORI) - Geni per la selezione: resistenza ad uno o due antibiotici - Altri geni per la selezione del plasmide ricombinante - Siti multiplo di clonaggio oppure elettroporazione T. A. Brown, BIOTECNOLOGIE MOLECOLARI, Zanichelli editore S.p.A Copyright © 2007 Piastramento su terreno con antibiotico T. A. Brown, BIOTECNOLOGIE MOLECOLARI, Zanichelli editore S.p.A Copyright © 2007 Selezione per la presenza del vettore: resistenza ad antibiotico T. A. Brown, BIOTECNOLOGIE MOLECOLARI, Zanichelli editore S.p.A Copyright © 2007 VETTORI DI CLONAGGIO PER E. coli Tipo Dimensioni Dimensioni Sistema inserto (kb) selezione (kb) Metodo introduzione Plasmidi pBR322 4,3 6 pUC 2,1 8 Batteriofago lambda 25 6,4 3 Cosmidi 5-6 35-50 7 Amp + Lac Z 20-25 Fago filamentoso M13 Cromosomi artificiali BAC 2 Antibiotici fino a 300 Trasformazione Trasformazione Infezione Lac Z Antibiotico Trasfezione Infezione Amp (CM) + Lac Z Elettroporazione Plasmide pBR322 Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 pBR322: screening delle colonie ricombinanti Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 Vettori plasmidici (pUC18) Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 Il gene LacZ codifica per il polipeptide β-galattosidasi (1021 a.a.) Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 •Ceppo di E.coli: gene Lac Z mutante: peptide parziale Complementano •Vettore pUC: gene LacZ mutante: peptide parziale •Ceppo di E.coli Lac Z mutante •Vettore LacZ interrotto dal clonaggio Non c’è complementazione β-galattosidasi ATTIVA Metabolizzato Terreno + X-Gal β-galattosidasi Non metabolizzato INATTIVA β-galattosidasi ATTIVA β-galattosidasi INATTIVA Colonie Blu Colonie bianche X-Gal: 5-Bromo-4-Cloroindolil-β-galattoside (incolore) Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 (induttore) Metodi di inserimento dei vettori ricombinanti nelle cellule batteriche Trasformazione: plasmidi (DNA) trasformano cellule procariotiche rese competenti Infezione: fagi (DNA con capsidi) che lisano il batterio Trasduzione: cosmidi (DNA con capsidi) che nel batterio si comportano come plasmidi Trasfezione: come una trasformazione ma con DNA fagico senza capsidi per es: per introdurre la forma replicativa di M13 a doppio filamento BATTERIOFAGO LAMBDA COME VETTORE DI CLONAGGIO Lambda w.t. = 50 Kb Estremità “cos” di 12 nt per circolarizzazione Infezione di E. coli Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 Batteriofago lambda Batteriofago lambda Lambda w.t. = 50 Kb Lambda di sostituzione: eliminati geni ciclo lisogenico, inserti fino a 23 Kb Clonaggio di frammenti DNA esogeno e packaging in vitro Infezione Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 Creati siti unici per clonaggio Formazione di catenani T. A. Brown, BIOTECNOLOGIE MOLECOLARI, Zanichelli editore S.p.A Copyright © 2007 Fago difettivo (siti cos alterati) non può replicarsi ma produce proteine per i capsidi che possono essere purificate Fagi difettivi che da soli non producono capsidi. Le singole proteine possono essere purificate Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 CLONAGGIO IN BATTERIOFAGI Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 Screening placche di lisi Infezione fagica Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 Fago filamentoso La cellula batterica non viene lisata! Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 Fago filamentoso Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 Clonaggio in cosmidi Formazione di catenani Formazione di colonie Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 CROMOSOMI ARTIFICIALI DI BATTERIO (BAC) Fattore di fertilità F di E. coli ha 3 geni (parA, parB, repE) per la replicazione e per mantenere basso il numero di copie del fattore (1- 2 per cellula) Gene per la resistenza al cloramfenicolo (per selezione trasformanti) Siti di clonaggio nel gene LacZ (identificazione ricombinanti per complementazione) Inserto tra 150 e 350 Kb Integrazione batterica per elettroporazione Promotori per la trascrizione (T7 e SP6) Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 VETTORI DI CLONAGGIO IN LIEVITO: YAC (YEAST ARTIFICIAL CHROMOSOME) Saccharomyces cerevisiae: 16 cromosomi da 250 kb a 2 Mb Inserto: 300 kb – 1 Mb Sferoplasting: liticasi Griffiths et al., GENETICA 6/E, Zanichelli Editore S.p.A. Copyright © 2006 SUP 4 CEN = Centromero ARS = sequenze autonome di replicazione TRP1 e URA3 per selezione di molecole con entrambi i bracci URA 3 = gene per un enzima della sintesi dei nucleotidi pirimidinici TRP1 = gene per un enzima della sintesi del triptofano SUP 4 = gene per il tRNA per la tirosina che sopprime la mutazione non senso “ochre” nel gene ADE2 del ceppo di lievito ADE2 = gene per la sintesi di adenina: un precursore (fosforibosil amminoimidazolo) che sta a monte nella via biosintetica si accumula e dà colonie rosse S. cerevisiae (w.t): URA (-), TRP (-), ADE2 (-) per mutazione “ochre”. Nel codone UAU (tyr) nel gene ADE2 si verifica la mutazione “ochre” UAA “non senso” e diventa ADE2(-): l’adenina non viene sintetizzata e si accumula come premetabolita rosso S. cerevisiae (w.t): crescono se nel in terreno c’è uracile e triptofano S. cerevisiae (w.t): URA (-), TRP (-), ADE2 (-) per mutazione “ochre” accumulo di premetabolita dell’adenina colonie rosse YAC con gene SUP 4 = gene per il tRNA con UAA Tyr* SUP 4 integro sopprime la mutazione non senso “ochre” nel gene ADE2 del ceppo di lievito: viene sintetizzata adenina, non c’è accumulo di premetabolita rosso colonie bianche S. cerevisiae (terreno minimo) + YAC senza inserto (SUP attivo) colonie bianche colonie bianche S. cerevisiae (terreno minimo) + YAC con inserto (SUP inattivo) colonie rosse VANTAGGI E SVANTAGGI DEL CLONAGGIO IN YAC: - Chimerismo (co-saldatura di più regioni nello stesso YAC) - Instabilità (soprattutto a livello di regioni ripetute) - Co-trasformazione (più di uno YAC per cellula di lievito) Distribuzione dei cloni in griglie Produzione di filtri con i singoli cloni da utilizzare in screening Allineamento dei cloni in contigui ALLINEAMENTO DI YAC PER CONTENUTO DI STS