Colture Cellulari e Vitalità Cellulare
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Questions and Answers

Qual è il meccanismo attraverso il quale il trypan blue permette di valutare la vitalità cellulare?

  • Attraversa la membrana cellulare solo quando questa è compromessa, colorando la cellula di blu. (correct)
  • Reagisce chimicamente con le proteine cellulari, alterandone il colore.
  • Si lega specificamente ai mitocondri, inibendo la respirazione cellulare e colorandoli.
  • Stimola la produzione di enzimi fluorescenti nelle cellule vive, rendendole visibili.
  • Quale tra le seguenti NON è una ragione valida per l'utilizzo di colture cellulari?

  • Analisi della composizione elementare delle cellule tramite spettrometria di massa. (correct)
  • Produzione di vaccini attraverso la replicazione virale nelle cellule.
  • Studio dell'effetto dei farmaci e dell'invecchiamento cellulare.
  • Test di tossicità di nuovi composti farmaceutici e cosmetici.
  • Qual è il ruolo dei crioprotettori come il DMSO nel processo di crioconservazione delle cellule?

  • Rimuovere l'acqua dalle cellule per prevenire la lisi cellulare durante lo scongelamento.
  • Indurre la differenziazione cellulare prima del congelamento per preservare specifiche caratteristiche.
  • Aumentare la velocità di congelamento per prevenire la formazione di cristalli di ghiaccio.
  • Proteggere le cellule dalla formazione di cristalli di ghiaccio intracellulari durante il congelamento. (correct)
  • Quale tipo di cellula animale coltivata in vitro tende a crescere in sospensione anziché aderire al substrato?

    <p>Linfoblasti (C)</p> Signup and view all the answers

    In che modo la trasformazione genetica delle cellule contribuisce alla terapia genica?

    <p>Consente di introdurre geni corretti nelle cellule del paziente per compensare difetti genetici. (A)</p> Signup and view all the answers

    Cosa distingue principalmente una coltura primaria da una subcoltura (coltura secondaria) di cellule animali?

    <p>La coltura primaria deriva direttamente da un tessuto o organismo, mentre la subcoltura è derivata da una coltura primaria preesistente. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quale tra i seguenti componenti del terreno di coltura cellulare ha la funzione primaria di fornire fattori di crescita e altre molecole essenziali?

    <p>FBS (Siero Bovino Fetale) (A)</p> Signup and view all the answers

    Quale applicazione delle colture cellulari è più direttamente collegata alla ricerca e sviluppo di nuovi vaccini?

    <p>Replicazione di virus per la produzione di vaccini. (C)</p> Signup and view all the answers

    Qual è il ruolo principale degli essudati rilasciati dalla cellula vegetale ferita nel meccanismo di trasferimento del T-DNA?

    <p>Indurre l'espressione dei geni <em>vir</em>, responsabili della virulenza di <em>Agrobacterium tumefaciens</em>. (A)</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione delle proteine VirA e VirG nel processo di trasferimento del T-DNA?

    <p>Percepiscono i segnali chimici della pianta, come l'acetosiringone, e attivano altri geni <em>vir</em>. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quale processo avviene al singolo filamento complementare che rimane sul plasmide dopo che il T-strand si è staccato?

    <p>Viene utilizzato come stampo per sintetizzare un nuovo filamento, riformando il DNA a doppio filamento. (C)</p> Signup and view all the answers

    Perché è necessario un NIC (nick) o una rottura nel DNA della doppia elica all'interno della cellula vegetale durante il trasferimento del T-DNA?

    <p>Per creare un sito di attacco per il T-strand, facilitandone l'inserimento nel genoma. (B)</p> Signup and view all the answers

    Cosa comporta l'interazione della proteina al 5’ del T-strand con un punto aperto del DNA genomico?

    <p>La torsione dell'altro filamento del DNA genomico e un secondo taglio. (B)</p> Signup and view all the answers

    Qual è il passo cruciale che permette la separazione delle cellule durante la preparazione di una coltura primaria di cellule animali, considerando l'importanza di mantenere l'integrità cellulare?

    <p>Il trattamento con tripsina, che rompe i contatti cellulari senza compromettere la vitalità delle cellule. (A)</p> Signup and view all the answers

    Qual è il ruolo della replicazione e riparazione del DNA della cellula vegetale nell'integrazione del T-strand?

    <p>Portano alla formazione di sequenze ripetute agli estremi del T-DNA integrato. (D)</p> Signup and view all the answers

    Nella trasformazione genetica di cellule vegetali, quale vantaggio offre l'utilizzo di protoplasti rispetto alle cellule con parete cellulare?

    <p>L'assenza della parete cellulare facilita l'assorbimento del DNA esogeno. (C)</p> Signup and view all the answers

    Cosa codificano i geni virA e virG?

    <p>Proteine a due componenti che percepiscono i segnali chimici della pianta. (A)</p> Signup and view all the answers

    Qual è il vantaggio principale della trasformazione genetica dei cloroplasti rispetto alla trasformazione del nucleo cellulare?

    <p>La trasformazione dei cloroplasti evita l'effetto di posizione, garantendo un'espressione genica più stabile e prevedibile. (B)</p> Signup and view all the answers

    Qual è la principale sfida che le cellule affrontano quando vengono trasferite da un organismo a una coltura di tessuti in vitro?

    <p>L'interruzione delle comunicazioni cellulari con l'organismo di origine, causando stress e alterazioni funzionali. (A)</p> Signup and view all the answers

    In che modo il T-strand entra nella cellula vegetale?

    <p>Attraversa la parete cellulare, il citoplasma e l’envelope, protetto da proteine SSB. (D)</p> Signup and view all the answers

    Qual è una caratteristica distintiva del genoma dei cloroplasti che facilita l'inserimento di nuovi geni?

    <p>Il genoma dei cloroplasti è circolare a doppio filamento e l'inserimento avviene per ricombinazione omologa in siti specifici. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quante copie del genoma sono stimate essere presenti in una singola cellula vegetale grazie alla presenza dei cloroplasti?

    <p>Circa 10.000 copie, data la molteplicità dei genomi per cloroplasto e dei cloroplasti per cellula. (A)</p> Signup and view all the answers

    Considerando l'importanza delle tecnologie del DNA ricombinante, quale ruolo specifico svolge il vettore nel processo di trasformazione genetica?

    <p>Il vettore assicura che il frammento di DNA clonato abbia tutto il necessario per l'espressione della proteina. (D)</p> Signup and view all the answers

    Perché è essenziale aggiungere un inibitore dopo il trattamento con tripsina durante la preparazione di colture primarie di cellule animali?

    <p>Per bloccare l'azione digestiva della tripsina e proteggere le proteine di superficie cellulare. (D)</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'implicazione principale del sistema di trascrizione e traduzione di tipo procariotico nei cloroplasti per l'ingegneria genetica?

    <p>Semplifica l'introduzione e l'espressione di geni batterici nei cloroplasti. (B)</p> Signup and view all the answers

    Durante la trasformazione genetica, quale elemento tra i seguenti, una volta trasferito in una cellula ospite, può influenzare l'espressione di altri geni presenti nel genoma dell'organismo ricevente?

    <p>Un promotore. (B)</p> Signup and view all the answers

    Oltre all'integrazione nel genoma, quale altro fattore è cruciale per garantire che un gene inserito in una pianta sia ereditabile?

    <p>La presenza del gene in uno stato omozigote nelle generazioni successive. (D)</p> Signup and view all the answers

    Qual è la differenza fondamentale tra una coltura cellulare primaria e una linea cellulare stabilizzata, in termini di comportamento e potenziale di ricerca?

    <p>Le colture primarie conservano maggiormente le caratteristiche del tessuto originale, mentre le linee cellulari stabilizzate hanno una crescita illimitata ma possono differire dal tessuto di origine. (C)</p> Signup and view all the answers

    Perché le colture in vitro sono essenziali per la rigenerazione di una pianta intera a partire da una singola cellula trasformata?

    <p>Perché forniscono un ambiente sterile e controllato, essenziale per la crescita e differenziazione cellulare. (C)</p> Signup and view all the answers

    In che modo la conoscenza approfondita dei geni facilita il processo di trasformazione genetica nelle cellule eucariotiche?

    <p>Permette di manipolare l'espressione genica in modo più preciso, inserendo geni specifici con funzioni desiderate. (A)</p> Signup and view all the answers

    Quale tra le seguenti NON è una caratteristica dei cloroplasti rilevante per la trasformazione genetica?

    <p>Hanno un sistema di trascrizione e traduzione di tipo eucariotico. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quale dei seguenti rappresenta lo svantaggio principale dell'inserimento casuale di un gene nel nucleo della cellula vegetale?

    <p>L'effetto di posizione, che influenza il livello di espressione genica. (B)</p> Signup and view all the answers

    Qual è il vantaggio principale della trasformazione dei cloroplasti rispetto alla trasformazione nucleare nelle piante transgeniche?

    <p>Riduzione del rischio di fuga genetica tramite il polline. (C)</p> Signup and view all the answers

    Cosa si intende per 'omoplastoma' nel contesto della trasformazione dei cloroplasti?

    <p>Una cellula in cui tutti i cloroplasti contengono genomi identici, trasformati con successo. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quale dei seguenti metodi viene utilizzato per introdurre DNA estraneo nei protoplasti?

    <p>Impiego di polietilenglicole (PEG). (B)</p> Signup and view all the answers

    Perché i protoplasti sono importanti negli approcci di manipolazione genetica?

    <p>Perché possono essere facilmente trasformati grazie all'assenza della parete cellulare. (D)</p> Signup and view all the answers

    Cosa comporta la tecnica di 'fusione dei protoplasti'?

    <p>La combinazione di protoplasti di specie diverse per creare nuove varietà. (A)</p> Signup and view all the answers

    Qual è una caratteristica chiave della trasformazione dei cloroplasti che la distingue dalla trasformazione nucleare?

    <p>La trasformazione dei cloroplasti permette un'espressione genica più stabile e duratura. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quale tecnica di trasformazione prevede l'utilizzo di un dispositivo per sparare fisicamente il DNA nelle cellule vegetali?

    <p>Particle gun. (B)</p> Signup and view all the answers

    Perché è necessario un terreno selettivo dopo la trasformazione dei protoplasti?

    <p>Per eliminare le cellule non trasformate e favorire la crescita di quelle trasformate. (D)</p> Signup and view all the answers

    Qual è lo scopo principale del taglio dei fiori in Arabidopsis thaliana prima dell'immersione in Agrobacterium?

    <p>Aumentare l'efficacia dell'infezione da Agrobacterium concentrando le risorse della pianta sulla crescita di nuovi germogli suscettibili. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quale passaggio nel metodo di trasformazione di Arabidopsis thaliana tramite dipping è cruciale per garantire un'alta frequenza di trasformazione e perché?

    <p>La fase di capovolgimento e immersione della pianta in Agrobacterium permette l'infezione dei tessuti meristematici apicali, essenziali per la trasmissione del transgene alla progenie. (D)</p> Signup and view all the answers

    Qual è il criterio principale per valutare l'efficacia della trasformazione genetica di Arabidopsis thaliana tramite il metodo dipping?

    <p>L'identificazione e la quantificazione del transgene nei semi della generazione successiva (T1). (B)</p> Signup and view all the answers

    Perché è essenziale mantenere le piante di Arabidopsis thaliana in serra dopo l'immersione in Agrobacterium?

    <p>Per garantire condizioni ottimali di crescita e fioritura, necessarie per la produzione di semi trasformati. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quale potenziale svantaggio presenta il metodo dipping per la trasformazione di Arabidopsis thaliana rispetto ad altri metodi più sofisticati?

    <p>Può risultare in un numero variabile di inserzioni del transgene nel genoma della pianta. (A)</p> Signup and view all the answers

    Considerando che la trasformazione tramite Agrobacterium si basa sull'integrazione del DNA batterico nel genoma della pianta, quale fattore potrebbe limitare l'efficienza del metodo dipping in Arabidopsis thaliana?

    <p>La presenza di meccanismi di difesa della pianta che inattivano il DNA estraneo. (B)</p> Signup and view all the answers

    Se dopo aver effettuato il metodo dipping su Arabidopsis thaliana, si riscontra una bassa percentuale di semi contenenti il transgene, quale potrebbe essere una strategia per migliorare l'efficienza della trasformazione?

    <p>Aumentare la durata dell'immersione in Agrobacterium e aggiungere un agente che favorisca la permeabilità cellulare. (C)</p> Signup and view all the answers

    Dopo aver trasformato Arabidopsis thaliana con il metodo dipping, come si potrebbe confermare che il transgene è stabilmente integrato nel genoma e non presente solo come DNA episomale?

    <p>Effettuare un'analisi di segregazione del transgene nelle generazioni successive (T1 e T2) e verificare la sua co-segregazione con un marcatore genetico. (A)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Trasformazione genetica

    Il trasferimento di un frammento di DNA tra organismi.

    Frammento di DNA

    Può essere un gene, promotore o DNA non noto.

    Tecnologie del DNA ricombinante

    Clonazione del frammento di DNA all'interno di un vettore.

    Coltura cellulare

    Coltivazione di cellule in laboratorio.

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    Coltura in vitro

    Colture vegetali o animali in un ambiente artificiale.

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    Coltura primaria di cellule

    Prelievo e crescita di cellule in vitro.

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    Tripsina

    Enzima che separa le cellule in coltura.

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    Inibitori della tripsina

    Sostanze che bloccano l'azione della tripsina.

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    Trypan blue

    Colorante usato per controllare la vitalità cellulare.

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    Subcolture

    Tecnica per trasferire cellule da una coltura primaria a nuove colture.

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    Crioprotettori

    Sostanze usate per preservare cellule a basse temperature.

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    Cellule epiteliali

    Cellule di forma poligonale, attaccate al substrato.

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    Cellule fibroblasti

    Cellule allungate e bipolari, attaccate al substrato.

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    Cellule linfoblasti

    Cellule sferiche, non attaccate al substrato, in sospensione.

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    Tossicità

    Studio degli effetti tossici di composti su cellule.

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    Terapia genica

    Tecnica che modifica le cellule del paziente per correggere genotipi.

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    T-DNA

    L'insieme di DNA trasferito dalla pianta al batterio, con un filamento attivo chiamato T-strand.

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    T-strand

    La porzione di DNA a singolo filamento del T-DNA che entra nella cellula vegetale.

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    L'azione degli essudati

    Sostanze come fenoli rilasciate dalla pianta ferita che attivano i geni vir.

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    Geni vir

    Geni responsabili della virulenza, attivati da essudati chimici.

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    Vir A e Vir G

    Proteine coinvolte nella percezione di segnali chimici della pianta per attivare la virulenza.

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    NIC

    Punto di rottura nel DNA che permette l'integrazione del T-strand.

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    Integrazione del T-strand

    Processo di inserimento del T-strand nel DNA genomico della pianta.

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    Formazione di sequenze ripetute

    Evento possibile durante la replicazione e riparazione del DNA nel genoma integrato.

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    Trasformazione di Arabidopsis thaliana

    Processo di introduzione di un gene in piante utilizzando agrobatteri.

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    Metodo di immersione

    Tecnica per trasformare piante immergendole in una soluzione di agrobatteri.

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    Stimolazione della crescita

    Processo di potenziamento della crescita vegetativa tramite potatura.

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    Agrobatterio

    Batterio utilizzato per trasferire DNA in piante.

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    Serra

    Ambiente controllato per la crescita delle piante.

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    Fioritura

    Processo attraverso il quale le piante producono fiori.

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    Produzione di semi

    Risultato della fioritura che contiene potenzialmente transgene.

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    Transgene

    Gene trasferito all'interno di un organismo tramite biotecnologia.

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    Protoplasti

    Cellule vegetali prive di parete cellulare.

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    Cloroplasti

    Organelle in cui avviene la fotosintesi nelle piante.

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    Omo Plastoma

    Cellula con cloroplasti tutti trasformati geneticamente.

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    Fuga del transgenico

    Problema causato dall'incrocio di piante transgeniche con non transgeniche.

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    Particle gun

    Metodo di trasformazione genetica che utilizza particelle per trasferire DNA.

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    PEG

    Polimero usato per l'agglutinamento del DNA nei protoplasti.

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    Microiniezioni

    Metodo di trasformazione genetica che utilizza un micromanipolatore per iniettare DNA.

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    Fusione dei protoplasti

    Tecnica di unione di protoplasti di due specie diverse.

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    Rigenerazione della pianta

    Processo di crescita di una pianta intera da una singola cellula.

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    Gene stabile

    Gene che si integra nel genoma e viene ereditato.

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    DNA cloroplastico

    DNA circolare presente solo nei cloroplasti.

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    Ricombinazione omologa

    Processo in cui il DNA viene inserito in un sito specifico del genoma.

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    Effetto di posizione

    Variabilità nell'espressione del gene a seconda della sua posizione nel genoma.

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    Traduzione e trascrizione

    Processi di lettura del DNA per produrre proteine, nei cloroplasti sono procariotici.

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    Numero di cloroplasti

    Varia a seconda della specie; mediamente circa 100 per cellula.

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    Study Notes

    Trasformazione Genetica negli Eucarioti

    • La trasformazione genetica permette il trasferimento di un frammento di DNA da una cellula a un'altra.
    • Il frammento può essere un gene, una regione regolatrice, una regione codificante o un promotore.
    • Sono necessarie conoscenze sulle sequenze geniche da trasformare.
    • La tecnologia del DNA ricombinante consente di clonare il frammento di interesse in un vettore per garantire l'espressione della proteina.

    Colture Cellulari

    • Le colture cellulari dipendono dal tipo di organismo (eucarioti o procarioti, ad es. E. coli e cellule vegetali).
    • Le colture vengono effettuate in vitro (in ambiente artificiale) per studiare le cellule senza parete come i protoplasti o altri organi/tessuti/cellule animali/vegetali.
    • La coltura in vitro permette la coltivazione di cellule vegetali, tessuti o organi per studiare la biologia di cellule animali/piante.

    Coltura di Tessuti

    • Le cellule vengono rimosse da un organismo e coltivate artificialmente.
    • Tale ambiente è diverso da quello naturale a causa della separazione dalle cellule dell'organismo.
    • Le cellule vengono sottoposte a stress.
    • Vi sono diversi metodi per isolare le cellule: meccanico o uso di enzimi come la tripsina.
    • Le cellule isolate possono essere sottoposte a controlli di vitalità cellulare utilizzando il colorante trypan blue.

    Coltura Primarie di Cellule Animali

    • Le cellule vengono prelevate da campioni di tessuti (adulti, embrioni).
    • Le cellule vengono separate tramite digestione con Tripsina.
    • L'aggiunta di un inibitore della tripsina impedisce la sua ulteriore attività (FBS – siero bovino, ovomucina e STI – soia tripsina inibitore).
    • Si controlla la vitalità delle cellule mediante colorazione con trypan blue. Il colorante è rilevabile al microscopio.

    Tipi di Cellule in Coltura

    • Epiteliali: forma poligonale, adese al substrato.
    • Fibroblasti: forma allungata e bipolare, adese al substrato.
    • Linfoblasti: forma sferica, in sospensione.

    Perché si usano le cellule in coltura?

    • Per studiare la biologia cellulare.
    • Per testare modelli di cellule su composti biochimici o farmaceutici.
    • Per ricerche sul cancro.
    • Per virologia.
    • Per la produzione di vaccini, tessuti, anticorpi e per approfondire le possibilità di differenziare le cellule.

    Transfezione

    • Processo per introdurre DNA in cellule eucariotiche.
    • Può essere stabile (integrazione nel genoma) o transitoria (non integrazione, solo espressione temporanea).
    • Il metodo più comune è l'elettroporazione.
    • Altre tecniche includono: pistola a particelle, microiniezione e uso di liposomi.

    Trasformazione di Cellule Animali (Transfezione)

    • Consiste nell'inserimento di DNA nel nucleo di una cellula eucariotica.
    • Può avvenire in modo stabile (integrazione nel genoma) o transitorio (non integrazione).
    • Tra le strategie vi è la tecnica di elettroporazione.
    • La cellula viene sottoposta a un impulso elettrico che determina la formazione di pori temporanei nella membrana cellulare, permettendo l'ingresso del DNA.

    Trasformazione di Cellule Vegetali

    • La trasformazione genetica è un processo che avviene anche in natura.
    • Agrobacterium tumefaciens è un batterio che causa tumori nelle piante, ma può essere utilizzato per inserire DNA a scopo di trasformazione genetica.
    • Il suo plasmide Ti contiene il T-DNA, che viene trasferito nella cellula vegetale.
    • La tecnica è utile per la manipolazione genetica delle piante.

    Vettore Binario

    • Struttura progettata in laboratorio.
    • Ha dimensioni ridotte rispetto ai plasmidi Ti.
    • Include un promotore e un gene marcatore (resistenza ad antibiotici).
    • Utilizzato per studiare la trasformazione di cellule vegetali.

    Marcatori più utilizzati

    • NPTII (Kanamicina): resistenza all'antibiotico kanamicina.
    • HPT (Igro): resistenza all'antibiotico igromicina.
    • Resistenza ad erbicidi come la phosphinotricina.

    Arabidopsis Thaliana

    • Pianta modello per lo studio della biologia vegetale, a causa del suo rapido ciclo di vita e piccola taglia.
    • Può essere utilizzata per gli studi di trasformazione grazie alla sua rapida crescita.
    • Si utilizza il metodo di dipping per la trasformazione di Arabidopsis thaliana.

    Meccanismo di Trasferimento del T-DNA

    • Interazione dei geni vir con i fattori di virulenza.
    • Intervento delle endonucleasi.
    • Integrazione del DNA nel genoma della pianta.
    • Riconoscimento di siti di rottura/integrazione del DNA nel genoma della pianta ricevente.

    Preparazione e Trasformazione dei Protoplasti

    • I protoplasti sono cellule vegetali prive di parete cellulare.
    • La preparazione dei protoplasti include la digestione enzimatica per rimuovere la parete.
    • La trasformazione dei protoplasti prevede metodi come il PEG-mediato e la microiniezione.

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    Metti alla prova le tue conoscenze sulle colture cellulari e la loro vitalità in questo quiz. Esplorerai argomenti come il meccanismo del trypan blue, l'uso di crioprotettori e la distinzione tra colture primarie e secondarie. Scopri come le cellule animali e vegetali vengono utilizzate nelle biotecnologie e nella terapia genica.

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