La risposta C) individua con precisione la caratteristica fondamentale dei vettori di clonaggio.

Quanto alle risposte da scartare:

• La metodica PCR non richiede vettori di clonaggio ma primer e spezzoni di DNA già tipizzati (librerie genomiche), risposta A) da scartare;

• Il trasferimento di organelli o macromolecole all’interno di cellule è denominato trasfezione, con questo termine non si intendono anche le tecniche che prevedono una manipolazione genetica, come il clonaggio genico, risposta B) da scartare in quanto descrive una trasfezione del nucleo;

• La risposta D) si riferisce ai primer di RNA che attivano la duplicazione dei singoli filamenti di DNA,

• La risposta E) descrive i terreni di coltura solidi usati in microbiologia (solidificabili è più corretto: in fase di preparazione sono di norma liquidi), in genere basati su agar-agar o gelatina animale, non soltanto per colture batteriche ma anche fungine.

Approfondimento

Le biotecnologie avanzate, non più tanto moderne risalendo le prime agli anni ’60-70 del secolo scorso, sono un ampio campo di studio e di attività ancora attuale anzi attualissimo e dalle grandi prospettive, tanto grandi che forse soltanto l’informatica e la fisica fondamentale possono competere con loro per il probabile concorso nel prossimo sviluppo tecnologico umano.

Il clonaggio del DNA comprende tecniche diverse che consentono di ottenere molte copie di una certa frazione di DNA d’interesse. Rientra nelle tecniche di clonaggio la duplicazione di frammenti di DNA, già precedentemente tipizzati, attraverso la tecnica PCR. In questo caso non si usano vettori e il DNA clonato non ha funzioni biologiche ma soltanto diagnostiche, in sostanza si ricercano specifici frammenti di DNA il cui eventuale riscontro dà un certo tipo di informazione (impronta genetica, test di consanguineità, analisi forensi, ricerca di OGM, studi in ambito evoluzionistico, ecc..).

Le tecniche di clonaggio messe a punto per prime, ma ancora ampiamente in uso, sono tecniche in vivo: il DNA viene inserito in cellule (o in virus, ma i virus a loro volta si duplicano soltanto all’interno di cellule, e lo scopo definitivo è comunque quello di ottenere cellule ricombinanti) che, moltiplicandosi, lo cloneranno. Il clonaggio vero e proprio avviene quindi soltanto dopo che si sono già ottenute entità ricombinanti, ma per estensione il termine clonaggio è stato usato anche per le fasi precedenti, come quelle in cui il DNA esogeno viene inserito nelle strutture (i vettori di clonaggio) che a loro volta trasmetteranno il materiale genetico ricombinante (quello di partenza più quello esogeno) alle cellule finali. In queste tecniche lo scopo è di norma produrre individui ricombinanti, per scopi vari.

Vettori di clonaggio

Un vettore di clonaggio è una struttura biologica al cui interno può essere inserito un frammento di DNA da trasferire in cellule che si vogliono modificare geneticamente. I più comuni sono:

Plasmidi

I plasmidi sono elementi genetici di DNA, circolari ed extracromosomici, tipici di alcuni batteri, che si replicano in maniera autonoma rispetto al cromosoma batterico. Sono stati usati per effettuare il primo clonaggio del DNA, avvenuto negli anni '70. Il plasmide con il DNA esogeno viene detto plasmide ricombinante. Questo viene trasferito in una opportuna cellula ospite (normalmente cellule batteriche) la quale sarà quindi in grado di produrre centinaia di copie del frammento di DNA clonato.

Batteriofagi

I fagi (o batteriofagi) sono virus formati da una testa nella quale è contenuto il genoma che rilascia una volta infettata la cellula e da una coda attraverso sui il materiale genetico scorre durante il trasferimento. I più usati nel clonaggio sono il fago λ e il fago M13. Il clonaggio mediante il fagi sfrutta la loro naturale capacità di integrare il proprio DNA nel genoma del batterio, imponendo poi la loro duplicazione. Il DNA dei nuovi fagi può inglobare porzioni di DNA batterico, trasferndolo successivamente alle nuove cellule ospiti.

Cosmidi

I cosmidi sono vettori plasmidici in cui sono stati inserite estremità coesive provenienti da un batteriofago, il fago λ.

Consentono il trasferimento di frazioni maggiori di DNA rispetto ai plasmidi e sono di impiego più agevole.

BAC

Un bacterial artificial chromosome (BAC) è un vettore di DNA creato artificialmente e basato sul plasmide F isolato da E. coli. Ha la capacità di trasportare una quantità maggiore di DNA rispetto ai vettori precedenti. Per inserire i BAC all'interno di una cellula viene usata l'elettroporazione, tecnica che aumenta la permeabilità di membrana.

YAC

Gli yeast artificial chromosome (YAC) sono vettori cromosomici eucariotici derivati da cromosomi di lievito.

Permettono di trasportare porzioni di DNA di ancora maggiori dimensioni. I geni introdotti così in cellule eucariotiche danno minori difficoltà ad essere resi attivi.