Utilizzando un anticorpo devo screenare una proteina.
devo quindi mettermi in condizioni tali per cui il DNA venga espresso
e tradotto. Non mi interessa che la proteina sia attiva. Non è un
saggio di attività, ma di presenza.
Il vettore usato è lambda, e nel caso particolare lgt11, (o pBlue-Script). La zona di clonaggio è tutto
il gene lacZ con il suo promotore, che evidentemente regola l'espressione.
Rendo clonabili o il DNA o il cDNA (a seconda dell'estrazione) e
li clono nell'ultimo codone del gene lacZ, in C-term.
Se ho dsDNA può entrare così sia in un verso che nell'altro. Poichè
a me interessano solo quelli che entrano in un modo, (perché la
proteina va fatta), avrò una corretta sintesi nel 50% dei
casi.
Inoltre esiste pure un frame di lettura da rispettare: se vado a
clonare il gene X con le sue basi, solamente in condizioni frame
avrò una proteina: deve esserci il consenso di traduzione. Freq.:
1/3.
Freq. finale: 1/2 . 1/3 = 1/6.
Per ogni singolo gene solo 1/6 mi darà una proteina ibrida con beta-Gal.
Ma posso essermi perso un sacco di cose: se Eco taglia bene, bene.
altrimenti male. Però io faccio le digestioni parziali, frammenti
con overlapping. Fa niente se non clono tutto il gene in continuo.
Le faccio ibride perché si è visto che in E.coli queste sopo
più stabili.
Si chiamano banca di espressione, perché prima avevamo visto banche
genomiche e banche a cdna e lo screening relativo con diversi tipi
di sonde, sonde comunque a RNA o a DNA, ma alcune volte, diceva,
può esserci un problema: l'unica cosa disponibile è l'anticorpo,
che può quindi essere usato per individuare cloni positivi
in una banca ad espressione.
Queste banche, rispetto alle altre, impongono delle ulteriori
difficoltà:
1. nelle genomiche e nei cDNA non avevo bisogno di espressione e
di traduzione, mi bastava avere un frammento del gene, invece in
questo caso io devo avere un prodotto polipeptidico (non necessariamente
funzionale) che io devo rilevare con l'anticorpo, quindi vuol dire
che il gene non solo dev'esserci, ma dev'essere trascritto e dev'essere
tradotto. E questo succede se ci sono le condizione adatte, le banche
di espressione sono in E.coli, e l'origine è molteplice ma in maggior
parte geni eucarioti (presenza introni) e E.coli non fa splicing(in
quantonè un procariote), quindi anche in questo caso devo
passare per cDNA. Posso avere genomi con pochi introni, quindi posso
partire dal genoma, genoma che io tratto facendo digestioni parziali.
In entrambi i casi, per questa banca come per le altre devo fare
in modo che sia più rappresentativa possibile dell'intero genoma.
2. La seconda complicazione è la necessità di avere trascrizione
e traduzione. Sono in E.coli, per la trascrizione mi serve un promotore
e segnali di terminazione, e per avere un efficiente trascrizione
userò promotori dell'organismo ospite (coli), perché se metto promotori
che derivano dall'origine, ho pochissime probabilità che funzionino.
Stesso ragionamento per i segnali di terminazione. Con i cDNA non
ce n'eravamo preocupati. Inoltre il trascritto deve essere il più
stabile possibile. e poi devo pure tradurre, quindi condizioni appropriate.
La proteina deve esserci e deve essere stabile. Si è visto che in
genere sono più stabili se sono proteine ibridate con proteine di
E.coli: la presenza di una porzione proteica originaria di E.coli rende
il prodotto polipeptidico più stabile e meno sottoposto a degradazione.
Inoltre, sto facendo una proteina, quindi a seconda del promotore
avrò + o meno trascritto e quindi più o meno proteina. Non è detto
che questo proteina non faccia male a E.coli! Introduco nell'organismo
qualcosa di estraneo (e di tossico), quindi si usano in genere promotori
inducibili: così da poter decidere quando fare la proteina.
Per le banche di espressione si usano molto spesso come vettore
di clonaggio il fago lambda GT11. Del quale sappiam già che struttura
ha ecc. ecc. Le estremità cos, geni per la lisi, geni per
la replicax ecc. e ha al suo interno il gene lacZ di E.coli intero,
con tanto di promotore. I frammenti che ho originato (o i cDNA)
vengono clonati nell'ultimo codone del gene lacZ, quindi il tutto
è sotto controllo dell'inducibile promotore lacZ. La banca dev'essere
più rappresentativa possibile, ma siccome il sito di clonaggio
è fatto in Eco, i miei frammenti avranno estremità Eco, le
possibilità di clonaggio saranno nei 2 sensi e in più io dovrò
avere una proteina ibrida, quindi la fusione dovrà essere in frame:
sii deve ripristinare tutta la lettura a triplette senza la presenza
di segnali di terminax, fino alla fine. La tripletta sono 3 basi,
quindi avrò come probabilità 1/3 di frame su tutti i geni. Inoltre
la fusione in frame può cmq cambiare gli aa (casualità).
I ricombinanti con proteine di fusione saranno un po' meno rispetto
ai ricombinanti di una banca a cDNA o una banca genomica, per tutti
questi limiti.
Per fare una banca di espressione:
- Ho il genoma di lambda, tagliato con Eco,
- aggiungo i frammenti genomici e cDNA con estremità Eco,
- ligazione e formazione dei concatameri,
- impaccamento in vitro con teste e code, terminasi che taglia nei
siti cos, formazione dei fagi.
- infetto E.coli lacZ negativo,
- non induco, faccio lisare e raccolgo tutti i fagi ricombinanti
(questo perché voglio eliminare prodotti tossici: devo avere tutto)
- raccolgo la genoteca, la titolo (da tot fagi ottengo tot ricombinanti),
e la conservo.
Il passo successivo è lo screening, dal titolo, faccio avvenire
un'infezione in presenza di IPTG. Parte la trascrizione e la successiva
traduzione --> polipep ibrido.
Trasferisco su nitrocellulosa le placche ricche di proteine e i
film di nitro vengono immunodecorati con l'anticorpo specifico
contro la proteina x. L'immunodecorazione è analoga a quella di
una westhern blot. Avrò (spero) più segnali positivi.
Clonaggio della RNApol_II di lievito.
Con questo sistema è stata clonata la RNA pol_II di lievito
e il punto con cui si sono originati i frammenti è diversa: meccanico
o digestione parziale, metilazione dei siti, aggiungo linker, aggiungo
lambda trattato con fosfatasi, metilazione, impaccamento in vitro
--> fagi.
Infetto E.coli lacZ negativo e altre caratteristiche: se infetto un
ceppo col repressore lacZ non è espresso, quindi lacI non serve.
C'è una mutazione che sopprime una mutazione, riportando in condizione
di funzionamento. Il fago ha un gene mutato per la lisi, e non lisa,
se infetto un E.coli che ha un prodotto in grado di sopprimere questa
mutazione, ha complementazione e il prodotto finale è funzionante.
Se infetto questo ceppo avrò lisi, altri ceppi no. Questo perché
in alcuni casi mi servono i fagi integrati. Non è questo caso. labda
gt11 è un po' simile a lambda, ma non è uguale (ha il gene s mutato
e altra roba). qn pipettando ho tutto lo stock di fagi, un po' li
metto via e un po' li uso per scrinare un ceppo di E.coli che è quello
che uso per lo screening della banca, questo E.coli ha lo stesso genotipo
ma in più ha un 'altra mutazione delta long, mutazione a carico
delle proteasi: il ceppo non ha questa proteasi, così non rompe
i cglni alla proteina ibrida. L'infezione è fatta in presenza di
IPTG (indux gratùita) e nonostante sia lacI la trascrix parte. ho
la lisi, le proteine sono poco degradate e ho le mie placche che
trasferisco su filtro di nitrocellulosa che metto a contatto con
l'anticorpo. Come rilevo il legame antigene-anticorpo? O l'anticorpo
è marcato di suo, o uso un sistema successivo in grado di riconoscere
l'anticorpo, emettere un segnale e, possibilmente, amplificarlo.
Per rilevare posso usare la radioattività o la colorimetria o la
fluorescenza, decido quello che preferisco. In genere ua volta si
usava la proteina la proteina iodinata A125, era in grado di legarsi
alla GG degli ab, e lasciava un segnale sulla lastra fotografica.
Screening. Ovviamente ho sia il controllo positivo che il controllo
negativo dell'ab. e per ovviare posso fare uno pseudoscreening:
infetto il E.coli e induco, lambda non ha fatto la proteina di fusione,
placche, l'ab riconosce q.cosa specifico di E.coli e non di lambda
e io avrò il legame. Tengo il resto della soluzione, quello che
non si è legato. (???).
SMETTIAMOLA DI RAGIONARE I TERMINI ASSOLUTI BIANCO NERO: io arricchisco:
cerco di migliorare. il segnale può essere più o meno debole, ecco
perché elimino quello che mi dà uno pseudo-segnale!. Ho la lastra,
devo risalire al filtro e quindi alla piastra, ecco perché devo
segnare tuti i passaggi. so che sulla piastra l'area di lisi corrisponde
la fago che i ineressa. Con la punta blu della gilson a stantuffo
vado sopra il segnale e tiro su un pezzettino di agar, isolato dal
resto. Ora centrifugo e tratto chimicamente per eliminare l'agar,
otterrò una soluzione con il mio fago presunto positivo. Con questa
soluzione riinfetto di nuovo E.coli, induco IPTG, e screening, perché
se quello è pulito, tutte le placche devono dare segnale positivo
adesso. Se non è così magari era un falso positivo. E ripeto ad
libitum fino a che, piastrando 103 fagi, ottengo tutti
(99%) segnali positivi. Se ne ho di meno scarto. Ora estraggo il
dna dal fago, perché devo fare la mappa di restrizione e mi aspetto
di trovare in N-term il gene lacZ e in C-term il mio frammento x
e, per ultimo un pezzettino di lacZ. La mappa di lambda ce l'ho,
faccio la mappa di restrizione. Potrei già avere un'idea dalle dimensioni
(ho isolato il gene intero o un pezzo?) ma di più non so, e se sono
partito da una digestione parziale, non è che questa sia una grande
info.
Ora ho la mappa, che faccio? posso sequenziare e vedere dove trovo
gli stop: se ho clonato 2 geni contigui (?.). Con il sequenziamento
qualche idea ce l'ho, vado a vedere anche la proteina ibrida però.
estraggo le proteine (sds-page) prima guardo le proteine totali
(blu coomassie) e controllo positivo (induzione) e negativo (non
induzione). In entrambe le 2 condizioni §è finita la cassetta§.
La beta gal è un tetramero con ogni catena da 114 kDa, in condizioni
denaturanti vedo una sola banda 114, la proteina ibrida deve pesare
di più (114 + x) e siccome ne viene fatta tanta, devo poterla vedere
già in coomassie. Anche perché è l'unica banda in più, quindi con
tutta probabilità (mai certezza) quella è la mia proteina. Per la
certezza uso l'anticorpo: blotto il filtro e westhern con il mio
ab. Se riconosce in modo specifico siamo a posto.
Se io faccio legare l'ab a questa proteina recomb, butto via quello
che non si lega, stacco l'anticorpo (eluizione) e lo riuso per fare
una westhern sulla proteina originale contro cui avevo fatto l'anticorpo
(quella originaria che avevo iniettato nel coniglio e di cui volevo
conoscere il gene, sì proprio quella, quella che avevo trovato per
strada sola soletta e che, mi ero promesso, gli avrei trovato il
suo gene, lasciamo stare monoclonale o policlonale) così col cazzo
che ho i falsi positivi. (cmq dipende sempre in che banda si trova
il positivo., ma i falsi positivi pullulano).
→ Ora ho isolato un frammento
del gene. E lo uso per andare a screenare una banca a cDNA o genomica,
dove ho molte più possibilità di riuscire a isolare il gene intero.
Un bel progresso, considerando che all'inizio avevo solo una proteina
catarrosa.
Inoltre, dal peso che dimostra di avere la banda 114+x, e usando
il peso medio degli aa, posso risalire a grandi linee da quante
basi è composto il pezzo di gene.