Come viene prodotta una libreria genomica

Una libreria genomica è uno dei due tipi di librerie di DNA che contengono il DNA cromosomico totale di un particolare organismo. All'interno della libreria genomica, diversi inserti di DNA sono memorizzati in una popolazione di vettori identici. Per preparare una libreria genomica di un particolare organismo, il DNA genomico dovrebbe essere isolato dall'organismo. Gli enzimi di restrizione digeriscono il DNA genomico in particolari sequenze di DNA, risultando in frammenti di DNA genomico. Ogni frammento può contenere uno o due geni. Questi frammenti sono inseriti in un particolare tipo di vettore e sono trasformati in un batterio ospite per preparare un clone di DNA. 

Aree chiave coperte

1. Cos'è una libreria genomica
     - Definizione, fatti
2. Come viene prodotta una libreria genomica
     - Procedura, titolo, screening

Termini chiave: Genomic Library, Titer, Restrizione Digestione, Screening

Cos'è una libreria genomica

Una libreria genomica è un insieme di cloni di DNA che rappresentano l'intero contenuto del DNA di un particolare organismo. I cloni di DNA sono propagati per replicazione in microrganismi. Una libreria genomica consente ai ricercatori di isolare un frammento di DNA di interesse dalla biblioteca per studio. Le librerie genomiche sono importanti per il sequenziamento dell'intero genoma.

Come viene prodotta una libreria genomica

I passaggi coinvolti nella preparazione di una libreria genomica sono descritti di seguito.

1. Estrazione e purificazione del DNA genomico
2. Digestione del DNA genomico con un particolare enzima di restrizione - Ciò potrebbe causare una serie di frammenti di DNA di dimensioni simili. Ogni frammento può contenere uno o due geni del genoma.
3. I frammenti di DNA sono inseriti in un particolare tipo di vettori - Il vettore viene digerito con lo stesso enzima di restrizione seguito dalla legatura degli inserti nei vettori. La selezione di un vettore dipende dalla dimensione del genoma. Le capacità vettoriali sono mostrate di seguito.

Tabella 1: capacità vettoriale

Tipo di vettore	Inserisci dimensione
I plasmidi	10 kb
Bacteriophage lambda	20 kb
cosmidi	45 kb
Batteriofago P1	70-100 kb
Cromosoma artificiale P1 (PAC)	130-150 kb
Cromosoma artificiale batterico (BAC)	120-300 kb
Cromosoma artificiale lievito (YAC)	250-2000 kb

4. Trasformazione in un ospite - L'host è batteri o lievito nella maggior parte dei casi. Durante la replica dell'ospite si forma un clone di un particolare frammento di DNA.

Figura 1: preparazione della libreria genomica

Determinazione del titolo della biblioteca

Il titolo della biblioteca permette ai ricercatori di capire quante cellule ospiti trasformate sono nel campione. È fatto diluendo le cellule trasformate e contando il numero di cellule per volume.

Biblioteca di screening

Lo screening consente l'isolamento di un particolare frammento di DNA dalla libreria. Può essere fatto principalmente in due modi, tramite selezione diretta di ricombinanti o rilevamento di espressione. La selezione diretta può essere effettuata mediante PCR e ibridazione di colonie.

Conclusione

Una libreria genomica è una raccolta di frammenti di DNA che rappresentano l'intero contenuto di DNA nel genoma di un particolare organismo. Viene prodotto inserendo il DNA frammentato del genoma in un vettore e trasformando le molecole ricombinanti in una cellula ospite per la moltiplicazione.

Riferimento:

1. Kumar, Chinnu S. "Biblioteca genomica". LinkedIn SlideShare, 4 ottobre 2015, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "Genomic Library Construction" di Aluquette - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia