Quelles sont les différentes manières de transférer l'ADN étranger dans la bactérie?

Pour transférer l'ADN étranger dans la cellule hôte, divers procédés sont mis en œuvre. Il existe deux grandes catégories de transfert de gènes se produisant naturellement ou artificiellement avec une interférence humaine.

Transfert de gène horizontal : Il peut être défini comme le transfert de matériel d'une cellule à l'autre cellule autre que la cellule mère à la fille.

Transfert de gène vertical: le transfert de gène s'effectue ici entre la cellule mère et la fille fille.

HGT [1] implique transformation, transfection et conjugaison.

Transformation : Nous connaissons bien l'expérience de Griffith et son principe de transformation. Cela peut être défini comme l'absorption de l'ADN nu et son intégration dans le système bactérien. La transformation est naturellement observée chez les plantes, les animaux et les bactéries. La transformation peut être effectuée artificiellement en appliquant des méthodes spécifiques telles que l'électroporation, la méthode balistique, les méthodes chimiques, etc.

Transfection [2] : Cela ressemble à la transformation. Pour les cellules eucaryotes, le mot de transformation est utilisé pour désigner le cancer et, par conséquent, le mot de transfection est adopté. Le processus de transfection inclut le virus en tant que moyen de transfert du matériel génétique dans le système eucaryote.

Conjugaison : Il s'agit d'un processus naturel chez les bactéries et autres procaryotes qui facilite la reproduction sexuée. La conjugaison se produit par la formation du pont de conjugaison qui permet à la cellule donneuse (mâle) de transférer le matériel génétique à la cellule receveuse (femelle). Le pont de conjugaison est formé par les pili (appelés sex pili) des deux bactéries. Remarque: des bactériophages comme M13 utilisent ces pili pour transférer leur matériel génétique directement dans la cellule bactérienne.

Les méthodes de transformation utilisées par les ingénieurs en génie génétique et les biotechnologues pour transformer les cellules sont classées en deux catégories: Méthodes physiques et chimiques.

1) méthodes chimiques:

Traitement au CaCl2: Le CaCl2 déstabiliserait la membrane cellulaire. Il se lierait à l'ADN et couvrirait la charge négative du phosphate. Par conséquent, l'ADN peut facilement pénétrer dans la cellule à travers la bicouche lipidique. CaCl2 provoque la précipitation de l'ADN sur la phase externe de la membrane lipidique. Soumettre le choc thermique (42 ° C) à l'échantillon augmente le rendement en transformants.

Traitement PEG: Pour les cellules végétales, nous utilisons du PEG au lieu de CaCl2. Le PEG est une molécule de 4000 Da, il déstabilise la membrane et forme un complexe avec l'ADN. L'ADN est alors facilement transporté dans la cellule.

D'autres méthodes chimiques impliquent l'utilisation de DEAE dextrans, liposomes, nanocarriers, etc.

2) méthodes physiques:

Electroporation: Elle implique l’utilisation d’impulsions électriques pour générer des pores temporaires dans la membrane. Les petits plasmides et l'ADN peuvent facilement être incorporés à l'aide de méthodes chimiques, mais pour les grandes molécules d'ADN, nous devons utiliser des méthodes physiques. Cependant, pour l'électroporation, la concentration devrait être élevée. Dans le cas de cellules végétales, la cellule est entourée de couches de polysaccharides et d'autres biomolécules telles que l'hémicellulose, la cellulose, la pectine, etc. Ainsi, nous traitons la cellule avec des enzymes telles que l'hémicellulose et la cellulose pour éliminer la paroi cellulaire et la convertir un protoplaste. Ainsi, les pores de la membrane peuvent être facilement formés et l’ADN peut être transféré dans la cellule par électroporation.

http://www.scientzbio.com/s/

Méthode biolistique [4] : On l'appelle aussi méthode de bombardement de particules, méthode de canon à particules ou simplement canon à gènes. L'instrument est constitué de microporteurs constitués de métaux lourds tels que Au, Ag, W, etc. Le pistolet est également constitué d'un disque de rupture, d'une plaque portant des microporteurs (chargés d'ADN), d'une plaque d'arrêt et enfin d'une plaque de maintien de cellules. . Lorsque le pistolet est tiré, le gaz est pressurisé dans le pistolet, ce qui provoque la rupture du disque de rupture. La plaque avec le microporteur (avec l'ADN) se déplace vers la plaque d'arrêt. Le microporteur se déplacerait et entrerait dans la cellule. L'ADN est donc directement transféré dans la cellule. Cependant, il y a quelques limitations à l'utilisation du pistolet à gènes. Il existe une possibilité d'insertion de plusieurs particules et de leur accumulation pouvant entraîner une surexpression du gène ou la désactivation du gène.

http://www.scientzbio.com/gene-transduction-device/

Microinjections : Ils utilisent des pipettes très fines pour injecter les molécules d'ADN directement dans le noyau de la cellule à transformer. Il est utilisé pour les cellules végétales et animales.

Note: J'apprécierais vos corrections et suggestions si les données ne sont pas pertinentes.

Référence et lectures supplémentaires

Brown, TA, 2016. Clonage de gènes et analyse de l'ADN: une introduction. John Wiley & Sons.

Wolff, JA, Malone, RW, P. Williams, W. Chong, G. Acsadi, A. Jani et Felgner, PL, 1990. Transfert de gène direct dans le muscle de souris in vivo. Science, 247 (4949 Pt 1), pp.1465-1468.

Lorenz, MG et Wackernagel, W., 1994. Transfert de gène bactérien par transformation génétique naturelle dans l'environnement. Microbiological reviews, 58 (3), pp.563-602.

Lurquin, PF, 1997. Transfert de gènes par électroporati