Clonazione del DNA e DNA ricombinante

parliamo un po’ della clonazione del DNA che consiste nel fare copie identiche di un pezzo di DNA e di solito è un pezzo di DNA che codifica per qualcosa che ci interessa, è un gene che si esprimerà come una proteina che pensiamo sia utile in qualche modo ora potreste anche aver sentito il termine clonazione in termini di Clone Wars e Star Wars o Dolly la pecora e questa è un’idea correlata se stai clonando un animale o un organismo come una pecora, allora stai creando un animale che ha l’esatto materiale genetico dell’animale originale, ma quando parliamo di clonazione e di clonazione del DNA stiamo parlando di qualcosa di un po’ più semplice di tutti quelli che vedremo, è ancora abbastanza affascinante, sono copie identiche di un pezzo di DNA, quindi come lo facciamo, diciamo che questo è un filamento di DNA proprio qui e lo sto solo disegnando come una linea, ma questo è un doppio filamento.doppio filamento e lo scriverò semplicemente questo è un doppio filamento non voglio prendermi la briga di continuare a disegnare i filamenti multipli in realtà lasciatemi solo disegnare lasciatemi solo provare a disegnare i due filamenti solo per ricordarcelo così ecco che andiamo questo è il DNA a doppio filamento e diciamo che questa parte di questo DNA ha un gene che vogliamo clonare vogliamo fare copie di questo proprio qui così gene per clonare gene per clonare bene la prima cosa che vogliamo fare è che noi vogliamo tagliare questo gene in qualche modo e il modo in cui lo facciamo è usando gli enzimi di restrizione e c’è un mucchio di diversi enzimi di restrizione e personalmente trovo affascinante che noi, come civiltà, siamo arrivati al punto che possiamo trovare e identificare questi enzimi e sappiamo in quali punti del DNA possono tagliare, riconoscono sequenze specifiche e quindi possiamo capire bene quale enzima di restrizione dovremmo usare per tagliare diversi pezzi di DNA ma siamo arrivati a questo punto come civiltà quindi usiamo enzimi di restrizione potremmo usare un enzima di restrizione fammi usare un colore diverso qui che si aggancia proprio qui e identifica la sequenza genetica proprio qui e taglia proprio nel posto giusto quindi potrebbe essere un enzima di restrizione proprio lì e poi si potrebbe usare un altro enzima di restrizione che si identifica con la sequenza dall’altra parte che vogliamo tagliare quindi fammi etichettare queste queste cose proprio laggiù sono enzimi di restrizione enzimi di restrizione e così ora, dopo aver applicato gli enzimi di restrizione, avrete solo quel gene, potreste averne un po’ da entrambe le parti, ma essenzialmente avete tagliato il gene, avete usato gli enzimi di restrizione per tagliare il vostro gene e poi quello che volete fare è incollarlo in quello che chiameremo un plasmide e un plasmide è un pezzo di materiale genetico che si trova al di fuori dei cromosomi ma che può riprodursi a lungo o che potrebbe, immagino, dire che può replicarsi insieme al macchinario dell’organismo o al macchinario genetico dell’organismo o può anche esprimersi da solo proprio come i geni dell’organismo che si trovano nei cromosomi si esprimono da soli, quindi questo è il punto in cui tagliamo, lasciatemi scrivere, tagliamo il gene e poi vogliamo incollarlo in un plasmide e i plasmidi tendono ad essere DNA circolare quindi lo incolleremo in un plasmide e per far sì che si adattino, spesso ci sono queste sporgenze qui, quindi potresti avere una sporgenza là, potresti avere una sporgenza là e quindi il plasmide che stiamo inserendo potrebbe avere coppie di basi complementari sulle sporgenze che gli permetteranno di reagire più facilmente l’uno con l’altro se hanno queste sporgenze, quindi lasciami incollare nel plasmide e questo è è sorprendente perché ovviamente il GNA non è roba che possiamo manipolare con le mani come se copiassimo e incollassimo le cose con il nastro adesivo, stai facendo queste soluzioni e stai applicando gli enzimi di restrizione, gli enzimi di restrizione stanno tagliando in massa queste cose, stanno sbattendo nel modo giusto per far avvenire questa reazione, poi prendi queste G e le metti con i plasmidi che hanno le giuste sequenze alle loro estremità alle loro estremità in modo che combacino e poi si mette anche un mucchio di DNA ligasi DNA ligasi per collegare le ossa posteriori proprio qui e abbiamo anche visto una DNA ligasi quando abbiamo studiato la replicazione così che è DNA ligasi che si può pensare come aiutare a fare l’incollaggio e così ora abbiamo questo plasmide e vogliamo inserirlo in un organismo che può fare le copie per noi e un organismo che è tipicamente usato è o un tipo di organismo è batteri e e-coli in particolare e quindi quello che potremmo fare è dire che abbiamo un mucchio di, diciamo che avete una fiala proprio qui, avete una fiala e ha una soluzione in essa con un mucchio di e.coli un mucchio di e.coli e in realtà non si sarebbe in grado di vedere visivamente, ma c’è e. coli in quella soluzione e poi si metterebbe il vostro plasmidi che sarebbe ancora più difficile da vedere in quella soluzione e in qualche modo vogliamo l’e. coli che vogliamo i batteri di prendere il plasmide e la tecnica che è tipicamente fatto è dare qualche tipo di shock al sistema che fa sì che i batteri assumano i plasmidi e lo shock tipico è uno shock termico e questo non è completamente compreso come il colpo di calore del foglio come funziona lo shock termico, ma lo fa e così la gente lo ha usato per un po’ di tempo, quindi se hai un batterio, hai un batterio proprio qui qui ha il suo DNA esistente quindi questo è il suo materiale genetico esistente proprio lì e lasciatemi etichettare questo è il batterio lo metti in presenza dei nostri plasmidi quindi lo metti in presenza del nostro plasmide e applichi lo shock termico e alcuni di quei batteri prenderanno il plasmide prenderà il plasmide e così, in questo modo, lo prenderà, lo prenderà e quindi quello che si fa è mettere la soluzione con i batteri, alcuni dei quali avranno preso il plasmide e la si mette e poi si cerca di far crescere i batteri su una piastra, quindi lasciatemi disegnare questo, quindi lasciatemi disegnare qui abbiamo una piastra su cui far crescere i nostri batteri e ha delle sostanze nutritive proprio qui, su cui i batteri possono crescere, ha delle sostanze nutritive, ha delle sostanze nutritive e quindi si potrebbe dire ok, metteremo questo qui e poi un mucchio di batteri crescerà, quindi si vedrebbero cose come questa, che sarebbero molte molte molte molte cellule di batteri ci sarebbe una colonia di batteri che si potrebbe semplicemente lasciar crescere ma c’è un problema qui perché ho detto che alcuni dei batteri prenderanno i plasmidi e altri no e così non si sa quando questo batterio quando continua a replicarsi potrebbe formare una di queste potrebbe formare una di queste colonie così questa è una colonia che ti piace così questa è una buona colonia metti un segno di spunta lì ma forse questa colonia è formata da un batterio iniziale o da un insieme di batteri che non hanno preso il plasmide quindi non conterrà il gene reale in questione quindi non vuoi quello quindi come selezioni i batteri che Ebbene, quello che fai è oltre al gene che ti interessa e di cui vuoi fare delle copie, metti anche un gene per la resistenza agli antibiotici nel plasmide, così ora hai un gene per la resistenza agli antibiotici qui e così solo i batteri e penso che sia incredibile che noi, come umanità, siamo in grado di fare questi tipi di cose, ma ora solo i batteri che hanno preso il plasmide avranno quella resistenza agli antibiotici e quindi quello che fai è nei tuoi nutrienti che sposti i nutrienti più gli antibiotici più un antibiotico anti biotico e così questo sopravviverà perché ha quella resistenza, ha quel gene che ha quel gene che gli permette di non essere suscettibile al Mattox ma questi non sopravviveranno, non succederà nemmeno, non cresceranno nemmeno perché ci sono gli antibiotici mescolati con quei nutrienti e quindi questa è una cosa piuttosto figa, hai iniziato con il gene che ti interessava, l’hai tagliato e incollato nel nostro plasmide, lasciatemi scrivere le etichette, nel nostro plasmide che conteneva anche un gene che può dare resistenza agli antibiotici a qualsiasi batterio che prende il plasmide, si mettono questi plasmidi in presenza dei batteri o si fornisce qualche tipo di shock, forse uno shock termico, in modo che alcuni dei batteri lo prendano e poi i batteri iniziano a riprodursi e mentre si riproducono riproducono anche i plasmidi e poiché hanno questa resistenza agli antibiotici cresceranno su questa miscela di antibiotici nutrienti e gli altri batteri che non hanno preso i plasmidi non cresceranno e così, proprio come questo, puoi prendere questa puoi prendere questa colonia proprio qui e metterla in un’altra soluzione o continuare a coltivarla e avrai più copie di quel gene che sono all’interno di quel batterio ora la prossima domanda e sto semplificando le cose abbastanza drammaticamente come fai ad avere un mucchio di batteri che hanno un mucchio di copie di quel gene come si fa a farne uso beh i batteri stessi diciamo che quel gene è per qualcosa che si vuole produrre diciamo insulina per i diabetici bene si potrebbe effettivamente utilizzare quel macchinario batterias usiamo è è il suo macchinario riproduttivo per continuare a replicare le informazioni genetiche ma si può anche usare il suo macchinario produttivo, immagino si possa dire che esprimerà il suo DNA esistente, ma può anche esprimere i geni che sono sul plasmide, infatti è questo che gli dà la zia, che è ciò che darebbe ai batteri la resistenza agli antibiotici, ma perché se questo gene fosse, diciamo, per l’insulina, allora il batterio produrrà i batteri produrranno un mucchio di insulina un mucchio di molecole di insulina che potreste essere in grado di usare in qualche modo e non entrerò in tutti i dettagli di come tirerete fuori l’insulina e di come potreste farne uso ma non c’è bisogno di dire che è piuttosto figo che si possa arrivare a questo punto

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