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Le nuove frontiere delle biotecnologie

Le biotecnologie trovano una vasta gamma di applicazioni in agricoltura e in zootecnia, in medicina e nella produzione di alimenti. E ancora molti altri ambiti di ricerca vengono esplorati ogni giorno.

Le cellule come fabbriche di farmaci

Se un gene eucariotico viene inserito in un plasmide e poi trasfettato in E. coli, il relativo prodotto genico sarà espresso in quantità minima o nulla dalla cellula procariotica, a meno che non si aggiungano altre sequenze chiave. Infatti, perché il gene si esprima e il suo prodotto venga sintetizzato dalla cellula batterica non possono mancare il promotore che si lega specificamente con l’RNA polimerasi batterica, il terminatore della trascrizione e una particolare sequenza dell’mRNA che gli permette di legarsi al ribosoma.

Per risolvere questo tipo di problema, i biologi costruiscono vettori di espressione (▶figura 10) che possiedono tutte le caratteristiche dei vettori tipici con in più le sequenze necessarie affinché un gene estraneo (detto anche transgene) si esprima nella cellula ospite.

Una volta inserite queste sequenze nella sede appropriata del vettore, un gene trasfettato da tale vettore si esprimerà praticamente in ogni tipo di cellula ospite.

Grazie alle biotecnologie si sintetizzano molti prodotti utili in campo medico, tra i quali vaccini, ormoni proteici e farmaci per trattare l’infarto e l’ictus (▶tabella 2).

Un altro modo per ottenere elevate quantità di prodotti utili alla medicina è il cosiddetto pharming, la produzione di farmaci proteici prodotti da animali transgenici. Un’applicazione prevede, per esempio, lo sfruttamento di vacche transgeniche nel cui latte si accumulano specifici farmaci antitumorali.

Tabella 2openAlcuni prodotti biotecnologici comunemente utilizzati in medicina.
Prodotto Uso
Fattore di stimolazione delle colonie Stimola la produzione di leucociti nei pazienti affetti da cancro o AIDS.
Eritropoietina Previene l’anemia in pazienti sottoposti a dialisi renale e terapia tumorale.
Fattore VIII Sostituisce il fattore della coagulazione mancante in pazienti con emofilia A.
Ormone della crescita Sostituisce l’ormone naturale insufficiente in soggetti con crescita ridotta.
Insulina Stimola l’ingresso del glucosio nelle cellule in soggetti affetti da diabete insulino-dipendente.
Fattore di crescita derivato dalle piastrine Stimola la guarigione delle ferite.
Attivatore tissutale del plasminogeno Dissolve i coaguli ematici dopo un infarto del miocardio o un ictus.
Vaccini: epatite B, herpes, influenza, meningite, pertosse Impiegati nella prevenzione e nel trattamento di alcune malattie infettive.
Figura
                        10
Figura 10open

Un vettore di espressione permette a un gene estraneo (transgene) di essere espresso in una cellula ospite

Un gene eucariotico trasformato può non essere espresso in E. coli perché manca delle sequenze necessarie al batterio per l’inizio e la terminazione della trascrizione e per il legame ai ribosomi. I vettori di espressione contengono queste sequenze addizionali, permettendo la sintesi di una proteina eucariotica da parte di una cellula procariotica.

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