Insegnare BIOCHIMICa COn la DIDaTTICa DIgITale
Quando poi i batteri si riproducono, si riproducono con loro anche i plasmidi ricombinanti, che
moltiplicano così esponenzialmente anche le copie del gene.
Poiché tuttavia solo una parte dei batteri assume
al proprio interno i plasmidi ricombinanti, questi
vengono di solito progettati per contenere, oltre
alla sequenza da clonare, anche, per esempio, un
gene per la resistenza a un determinato antibiotico: trattando la coltura con quell’antibiotico, si
consente la sopravvivenza dei soli batteri portatori del plasmide ricombinante.
Utilizzando questa tecnica, è oggi possibile non
solo usare i batteri per produrre, per esempio, l’insulina umana, inserendo il gene per la sua sintesi
in colonie di Escherichia coli per clonaggio, ma anche costituire le librerie genomiche che rendono
possibile il sequenziamento: l’intero genoma di
un organismo viene frammentato all’interno di
plasmidi, creando una riserva di copie pronte per
essere ordinate con diverse tecniche.
uNItÀ 5
La tecnologia del dNA
ricombinante
Il video illustra il clonaggio batterico, una delle
principali metodologie utilizzate per realizzare
DNA ricombinante, e descrive alcuni dei più importanti traguardi di questa tecnologia.
Approfondimenti
La tecnologia del DNA ricombinante consente di
creare nuove sequenze geniche assemblando tra
loro in modo mirato pezzi di genoma, anche provenienti da specie diverse. Per fare questo, sono essenziali gli enzimi di restrizione, che digeriscono
i filamenti del DNA in precise regioni, e le ligasi,
cioè enzimi che consentono di assemblare tra loro
i frammenti. Perché l’attività dei geni possa essere studiata e siano possibili applicazioni pratiche,
per esempio produrre su scala industriale una certa proteina, è necessario però avere a disposizione moltissime copie della sequenza di interesse.
Negli anni Settanta del secolo scorso, gli statunitensi Stanley Cohen e Herbert W. Boyer misero a
punto una tecnica per ottenere questo risultato,
che sfruttava le caratteristiche della cellula batterica. I batteri, infatti, sono provvisti, oltre che del
cromosoma batterico, anche di piccoli filamenti
di DNA circolare, chiamati plasmidi, che si riproducono in modo indipendente. Una volta isolata
con gli opportuni enzimi di restrizione la sequenza di interesse, per esempio un gene presente anche nell’uomo, con gli stessi enzimi si tagliano dei
plasmidi e, mescolandoli in una soluzione con
le copie del gene e le opportune ligasi, alcuni di
loro integrano il gene al proprio interno, divenendo plasmidi ricombinanti. In seguito, questi
plasmidi sono messi a disposizione dei batteri, i
quali, poiché tendono naturalmente ad accogliere
al loro interno per trasformazione il DNA libero
nell’ambiente, li portano all’interno della cellula.
Attività
Un batterio che produce insulina è un organismo transgenico, cioè un OGM, organismo geneticamente modificato. Le biotecnologie, del resto, hanno già creato OGM anche di larghissimo
consumo, per esempio prodotti agricoli destinati
a uso sia alimentare (come alcune varietà di soia
e granoturco) sia non alimentare (per esempio
cotone).
Su questi OGM in particolare si concentra molta
disinformazione ed è un fatto che, per quanto riguarda i prodotti alimentari, non siano stati identificati rischi per la salute superiori a quelli dovuti
a prodotti di altre colture, che sono comunque
a loro volta frutto di processi di manipolazione
genetica. Si può proporre ai ragazzi la lettura del
libro Pane e bugie del chimico e divulgatore scientifico Dario Bressanini e discuterne in classe alcuni
contenuti.
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