Vettori di Espressione: Guida all'Ingegneria Genetica

I vettori di espressione sono un componente chiave dell'ingegneria genetica. Sono plasmidi o piccole sezioni di DNA inserite in cellule viventi. Il plasmide inserito esprime, da qui il nome, un singolo gene che produce una singola proteina. Questa nuova proteina potrebbe attivare o disattivare qualche processo chimico, causare la produzione di qualcosa di nuovo da parte della cellula, o far relazionare la cellula in modo diverso con i suoi vicini.

Cosa Fanno i Vettori di Espressione

Tutte le cellule hanno lo stesso DNA. La ragione per cui le cellule si comportano diversamente è che diversi schemi di geni sono bloccati in diverse cellule. I vettori di espressione inseriscono un nuovo gene non bloccato nel DNA delle cellule selezionate. Come tutti i geni, questo nuovo gene dirige la costruzione di una proteina. La maggior parte delle proteine sono o enzimi o recettori.

Gli enzimi controllano le reazioni chimiche, quindi il nuovo gene potrebbe fermare qualche processo indesiderato associato a una malattia o potrebbe permettere che accada qualche nuovo processo. Questi processi possono coinvolgere ciò che la cellula produce. Ad esempio, uno dei primi vettori di espressione di successo ha causato la produzione di più insulina da parte delle cellule.

I recettori sono proteine che si attaccano alle pareti cellulari e fungono da guardiani tra la cellula e il resto del corpo. Possono influenzare come una cellula si relaziona ad altre cellule o al flusso sanguigno. In breve, un vettore di espressione impiantato con successo fa comportare una cellula in modo diverso.

Funzioni Accessorie

La maggior parte delle espressioni geniche sono più complicate di "un gene, una proteina". Il vettore di espressione deve fornire certe informazioni accessorie di DNA come gli interruttori che accendono e spengono il processo di espressione genica. Inoltre, molte proteine sono fatte a parti - il che significa diversi geni - e assemblate altrove nella cellula.

Il vettore di espressione è davvero un complesso di materiali genetici che richiede una buona conoscenza pratica dei percorsi biologici coinvolti. È anche importante che il vettore di espressione sia impiantato nel giusto tipo di cellula - una che ha la giusta suite di geni non bloccati. Ad esempio, quando usato per la clonazione - un uso comune per i vettori di espressione - il vettore deve essere inserito in una cellula staminale.

Esempi Funzionali

I vettori di espressione giocano un ruolo chiave nella clonazione - costruire una copia di un animale da una singola cella. I vettori di espressione permettono anche la modifica degli alimenti in modo che pomodori e pesche maturino più tardi dopo essere stati raccolti - così possono essere conservati e spediti. Gli scienziati hanno alterato i geni dei pesci in modo che crescano più velocemente e siano più sani da mangiare. Hanno modificato le colture vegetali per produrre i propri insetticidi ed erbicidi. I geni di alcuni batteri sono stati modificati per farli mangiare inquinanti, e i geni di altri batteri sono stati modificati per farli produrre medicine.

Alcune delle modifiche più interessanti dei vettori di espressione coinvolgono l'inserimento di geni da lucciole in colture vegetali che ha prodotto pomodori e altre piante che brillano al buio.