martes, 6 de octubre de 2009

CROMOSOMAS ARTIFICIALES

Cromosoma artificial de levadura (YAC)
El cromosoma artificial de levadura, que se suele abreviar YAC, es un sistema construido artificialmente que puede someterse a la replicación. El diseño de un YAC permite la inserción de grandes segmentos de material genético. Las rondas posteriores de la replicación producen muchas copias de la secuencia insertada, en un procedimiento genético conocido como clonación.
El motivo por el vector de clonación se llama un cromosoma artificial de levadura tiene que ver con la estructura del vector. El YAC se construye con regiones específicas del cromosoma de la levadura. Las células de levadura contienen un número de cromosomas; colecciones organizadas de ácido desoxirribonucleico (ADN). Por ejemplo, la levadura Saccharomyces cerevisiae contiene 16 cromosomas que contienen cantidades variables de ADN. Cada cromosoma está formado por dos ramas de ADN que están unidos por una región conocida como el centrómero. Como el ADN de cada brazo se duplica, el centrómero establece una región de la vinculación común. Esta zona común es la región a la que los componentes de la maquinaria de replicación de la célula de adjuntar y separar los cromosomas durante la división celular. Otra región de importancia que se llama el telómero. El extremo de cada brazo del cromosoma contiene una región del ADN llamada telómero. El ADN de los telómeros no forma parte de ningún producto, sino que sirve como frontera para definir el tamaño del cromosoma. Por último, cada cromosoma contiene una región conocida como el origen de replicación. El origen está en una molécula llamada ADN polimerasa se une y empieza a producir una copia de cada hebra de ADN en la doble hélice que forma el cromosoma.
El YAC lo describieron por primera vez en 1983 por Murray & Szostak, fue llevado a cabo en 1987 por David Burke, quien también informó de la posibilidad de utilizar la construcción como un vehículo de la clonación con grandes trozos de ADN. Casi de inmediato, centros de actividades juveniles fueron utilizados en la determinación a gran escala de las secuencias genéticas, las que destacan el Proyecto Genoma Humano.
Cromosomas artificiales de levadura (YAC) son vectores de clonación. Vectores de clonación Regular tienen un tamaño limitado para sus inserciones de ADN. YAC tomar tramos de ADN de 200 a 1000 kilobases. YAC poseen todos los elementos de la secuencia de un cromosoma a replicar en la levadura. YAC tienen un origen de replicación de levadura, y tienen un centrómero para permitir la adecuada separación de los dos cromosomas en las células hija. Tiene dos telómeros para sellar los extremos de los cromosomas, también tiene un sitio de clonación como otros vectores, y dos brazos. En cada brazo, hay un marcador de selección. Si estos elementos se empalman en el ADN en la ubicación adecuada y orientación, a continuación, una célula de levadura se replicará el cromosoma artificial, junto con los otros, los cromosomas naturales.
Los YAC puede ser considerado como un cromosoma artificial funcional (elemento autorreplicante), ya que incluye tres secuencias específicas de ADN que permitan difundir de una célula a su descendencia:
 TEL: el telómero que se encuentra en cada extremo del cromosoma, protege el ADN lineal de la degradación por nucleasas.
 CEN: El centrómero, que es el lugar de inserción para las fibras del huso mitótico, "tira" de una copia de cada cromosoma duplicado en cada célula hija recién nacida.
 ORI: origen de replicación de las secuencias que son secuencias específicas de ADN que permiten a la maquinaria de replicación de ADN para ensamblar en el ADN y se mueven en la horquilla de replicación.
 También contiene algunas otras secuencias específicas como:
 A y B: marcadores seleccionables que permiten el fácil aislamiento de células de levadura que han tomado el cromosoma artificial.
 Lugar de reconocimiento para las dos enzimas de digestión EcoRI y BamHI.

Problemas:
Difícil mantenimiento
Quimerismo: Se recombina con sitios de la levadura. DNAlev, DNAx. La secuencia no es la misma después de la transportación

Cromosomas artificiales bacterianos (BAC)
Los BACs se desarrollaron en 1992 por Shizuya et al, donde describe un sistema de clonación usando bacterias Escherichia coli. Desde entonces, su utilidad ha crecido enormemente. La principal razón de esta popularidad es la estabilidad del ADN insertado en el genoma bacteriano. Debido a que el ADN insertado se mantiene en el genoma bacteriano durante los ciclos repetidos de replicación, la información no se pierde. Además, la BAC se puede secuenciar usando las herramientas normales de la biología molecular.
Los BACs es un sistema de clonación que se deriva de un plásmido especial en la bacteria Escherichia coli. La expresión repetida de la ADN extraño que produce muchas copias en las células bacterianas, proporcionando material suficiente para el análisis de la secuencia del ADN. BAC demostrado ser útil en la secuenciación del genoma humano.
Está basado en un plásmido de Escherichia coli. El plásmido F (o factor F) contiene información que hace posible el proceso que se llama conjugación. En la conjugación, dos bacterias de Escherichia coli puede conectarse físicamente y un intercambio de ADN.
Factor F puede existir en forma de plásmido (elemento circular con capacidad de replicación autónoma). Es el que codifica las funciones necesarias para la conjugación y, de hecho, es él mismo el que se transfiere, a través de un puente de conjugación, hacia la bacteria receptora.
Un BAC contiene la conjugación de la información genética, así como fragmento de ADN que está destinado para su incorporación a la bacteria. El ADN extraño (por ejemplo, parte del genoma humano) está flanqueado por las secuencias que marcan los límites de la inserción. Las secuencias son conocidas como conectores etiqueta de secuencia.
En la terminología de la biología molecular, fragmentos de ADN que contienen cientos de miles de nucleótidos (los componentes básicos del ADN) se puede insertar en una bacteria de una vez. Dado que el proceso se realiza utilizando diferentes secciones de la DNA extranjera, la cantidad de ADN que pueden ser analizados pueden ser muy grandes.
Cromosoma artificial bacteriano, es un vector usado para clonar fragmentos de ADN (de 100 a 300 kb de tamaño; media de 150 kb) en Escherichia coli, basado en el plásmido factor-F encontrado de modo natural en la bacteria E. coli.
Los BACs son muy utilizados como vectores de clonación para la construcción de genotecas genómicas, como en el Proyecto Genoma Humano. Su gran utilización se debe a su notable capacidad, su gran estabilidad y su bajo porcentaje de quimerismo.
Dado el gran tamaño de los BAC recombinantes las estrategias de introducción más eficientes han sido mediante electroporación.
Un BAC típico consta de:
 OriS: origen de replicación del factor F
 repE: control de la replicación del plásmido
 parA, B, C: control de la replicación
 CMr: cloranfenicol acetil-transferasa (CAT) (gen de resistencia a cloranfenicol)
 LacZ’: con un polilinker en su interior. Se usa para el ensayo de alfa-complementación.
Procedimiento de clonación
a) Se corta el vector con HindIII para linealizarlo.
b) Se desfosforilan los extremos 5’ del vector para evitar autoligación.
c) Se digiere nuestra muestra con HindIII o compatible. Se seleccionan los fragmentos según su tamaño por electroforesis y se purifican.
d) Llevamos a cabo la reacción de ligación.
e) Transferencia de los vectores a una célula por electroporación.
f) Selección de los clones en un medio con cloranfenicol y X-gal (son positivos los que sobreviven en cloranfenicol y carecen de actividad beta-galactosidasa.
Los genes reguladores son OriS, repE, parA, y parB. Los genes de OriS y repE mediar la replicación unidireccional del factor F, mientras que para parB mantener el número de copias a nivel de uno o dos por coligenome E. El vector de BAC (pBAC) incorpora estos genes esenciales, así como un marcador de resistencia a cloranfenicol y un segmento de la clonación. El segmento de la clonación incluye (i) el bacteriófago A cosN y P1 sitios LoxP, (ii) dos centros de clonación (HindIII y BamHI), y (iii) C + G varios sitios de la enzima de restricción ricos (Not I, Eag I, Xma I, Sma I, Bgl I, y Sfi I) para el potencial de la escisión de los insertos. El sitio cosN proporciona una posición fija para la ruptura específica con el bacteriófago terminasa. El sitio LoxP puede ser utilizado de manera similar. En este caso la proteína P1 Cre cataliza la reacción de ruptura en la presencia de los oligonucleótidos LoxP. Estos sitios (cosN y LoxP) permiten la generación conveniente de los fines que pueden ser utilizados para la restricción de la cartografía de la web para organizar los clones en una serie ordenada.

No hay comentarios:

Publicar un comentario