Trasduzione (genetica)

Trasduzione da batteriofagiedit

L’imballaggio del DNA dei batteriofagi nei capsidi dei fagi ha bassa fedeltà. Piccoli pezzi di DNA batterico possono essere confezionati nelle particelle di batteriofago. Ci sono due modi in cui questo può portare alla trasduzione.

Trasduzione generalizzatamodifica

La trasduzione generalizzata si verifica quando pezzi casuali di DNA batterico sono confezionati in un fago. Succede quando un fago è nella fase litica, nel momento in cui il DNA virale è confezionato in teste di fagi., Se il virus si replica utilizzando ‘imballaggio headful’, tenta di riempire la testa con materiale genetico. Se il genoma virale si traduce in capacità inutilizzata, i meccanismi di confezionamento virali possono incorporare materiale genetico batterico nel nuovo virione. Alternativamente, la trasduzione generalizzata può accadere via la ricombinazione. La trasduzione generalizzata è un evento raro e si verifica nell’ordine di 1 fago su 11.000.

La nuova capsula virale che contiene parte del DNA batterico infetta quindi un’altra cellula batterica., Quando il DNA batterico confezionato nel virus viene inserito nella cellula ricevente tre cose possono accadere ad esso:

1. Il DNA viene riciclato per i pezzi di ricambio.
2. Se il DNA era originariamente un plasmide, si ricircolerà all’interno della nuova cellula e diventerà di nuovo un plasmide.
3. Se il nuovo DNA corrisponde a una regione omologa del cromosoma della cellula ricevente, scambierà materiale di DNA simile alle azioni nella ricombinazione batterica.,

Trasduzione specializzatamodifica

La trasduzione specializzata è il processo mediante il quale un insieme ristretto di geni batterici viene trasferito ad un altro batterio. I geni che vengono trasferiti (geni donatori) fianco dove il prophage si trova sul cromosoma. La trasduzione specializzata si verifica quando un prophage excises imprecisamente dal cromosoma in modo che i geni batterici che si trovano adiacenti ad esso siano inclusi nel DNA asportato. Il DNA asportato viene quindi confezionato in una nuova particella virale, che poi consegna il DNA a un nuovo batterio., Qui, i geni donatori possono essere inseriti nel cromosoma ricevente o rimanere nel citoplasma, a seconda della natura del batteriofago.

Quando il materiale fago parzialmente incapsulato infetta un’altra cellula e diventa un profago, il DNA profago parzialmente codificato viene chiamato “eterogenoto”.

Un esempio di trasduzione specializzata è il fago λ in Escherichia coli.

Trasduzione lateralemodiFica

La trasduzione laterale è il processo mediante il quale frammenti molto lunghi di DNA batterico vengono trasferiti ad un altro batterio., Finora, questa forma di trasduzione è stata descritta solo in Staphylococcus aureus, ma può trasferire più geni e a frequenze più elevate rispetto alla trasduzione generalizzata e specializzata. Nella trasduzione laterale, la prophage inizia la sua replicazione prima dell’escissione in un processo che porta alla replicazione del DNA batterico adiacente. Quando il DNA replicato escisse dal cromosoma, i geni batterici situati fino a diversi kilobasi dal fago possono essere impacchettati in nuove particelle virali che vengono trasferite a nuovi ceppi batterici., Se il materiale genetico trasferito fornisce DNA sufficiente per la ricombinazione omologa, il materiale genetico verrà inserito nel cromosoma ricevente.

Trasduzione cellulare di mammifero con vettori viralimodifica

La trasduzione con vettori virali può essere utilizzata per inserire o modificare geni nelle cellule di mammifero., È spesso usato come strumento nella ricerca di base ed è attivamente ricercato come potenziale mezzo per la terapia genica.

ProcessEdit

In questi casi, viene costruito un plasmide in cui i geni da trasferire sono affiancati da sequenze virali che vengono utilizzate dalle proteine virali per riconoscere e confezionare il genoma virale in particelle virali. Questo plasmide viene inserito (di solito per trasfezione) in una cellula produttrice insieme ad altri plasmidi (costrutti del DNA) che trasportano i geni virali necessari per la formazione di virioni infettivi., In queste cellule produttrici, le proteine virali espresse da questi costrutti di imballaggio legano le sequenze sul DNA / RNA (a seconda del tipo di vettore virale) da trasferire e inserirlo in particelle virali. Per sicurezza, nessuno dei plasmidi utilizzati contiene tutte le sequenze necessarie per la formazione del virus, in modo che la trasfezione simultanea di plasmidi multipli è necessaria per ottenere virioni infettivi., Inoltre, solo il plasmide che trasporta le sequenze da trasferire contiene segnali che consentono di confezionare i materiali genetici in virioni, in modo che nessuno dei geni che codificano le proteine virali sia confezionato. I virus raccolti da queste cellule vengono quindi applicati alle cellule da modificare. Le fasi iniziali di queste infezioni imitano l’infezione da virus naturali e portano all’espressione dei geni trasferiti e (nel caso dei vettori lentivirus/retrovirus) all’inserimento del DNA da trasferire nel genoma cellulare., Tuttavia, poiché il materiale genetico trasferito non codifica nessuno dei geni virali, queste infezioni non generano nuovi virus (i virus sono “carenti di replicazione”).

Alcuni esaltatori sono stati utilizzati per migliorare l’efficienza di trasduzione come polibrene, protamina solfato, retronectina e DEAE Dextran.