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Competencia y Transformación JA Cardé, PhD Biol – 4019 -Lab Biología Celular Molecular Universidad de Puerto Rico - Aguadilla Objetivos • Definir los conceptos de células competentes y transformación. • Comparar y contrastar las ventajas y desventajas de los diferentes métodos utilizados para preparar células competentes. • Preparar células competentes usando el método de cloruro de calcio. Introducción • En muchas ocasiones el DNA purificado es introducido en células eucariotas y microorganismos, con la intensión de alterar el genotipo del recipiente. • Existen varios mecanismos por los cuales las bacterias pueden recombinar información genéticamente. • Transformación, la habilidad que posee una bacteria de obtener una molécula de DNA exógeno e insertarla en su propio genoma En algunas bacterias la transformación es un proceso natural en otras es un proceso creado por la manipulación humana. Introducción … • La técnica de transformación es utilizada en los en Biología Celular y Molecular para introducir artificialmente una molécula de DNA dentro de una célula bacteriana. • Este procedimiento permite amplificar clones de DNA que serán utilizados para estudios y análisis posteriores . • La bacteria puede ser transformada con un vector de expresión que contiene la secuencia de DNA que codifica para la proteína Células Competentes • La membrana plasmática se compone de una doble capa de fosfolípidos, que crea un interior hidrofóbico que no permite el paso de moléculas exógenos a través de ella. • Varios métodos son utilizados para aumentar la permeabilidad de la membrana plasmática y que el DNA exógeno pueda atravesar la barrera. • método químico y electroporación. • células competentes. Método Químico • La bacteria es tratada con altas concentraciones de Cloruro de Calcio (CaCL2) y temperaturas frías para aumentar la permeabilidad de la membrana. • Los iones de cloruro de calcio neutralizan la repulsión entre la carga negativa de las cabezas de los fosfolípidos y la carga negativa de los grupos fosfatos del DNA. • Las células competentes producidas por este método pueden ser almacenadas a -70 ºC.. Electroporación • El método de electroporación fue desarrollado originalmente para transformar células eucariotas. • Desde el 1988 se esta utilizando para transformar E. coli y otras bacterias. • Este método capitaliza la naturaleza débil de las interacciones hidrofóbicas e hidrofílicas de la bicapa de fosfolípidos y la capacidad espontánea de la membrana de auto-sellarse después de un disturbio. • La célula recibe una corriente eléctrica que altera temporalmente la estabilidad de ciertas áreas de la membrana plasmática, permitiendo que moléculas polares puedan atravesar la membrana. Electroporación • La electroporación produce una transformación más eficiente que los métodos químicos. • La eficiencia de este procedimiento depende de la fuerza del campo eléctrico, el largo del pulso eléctrico y la concentración del DNA. Materials • • • • • • • Centrífuga clínica Cloruro de Calcio 0.1 M Cultivo de E. Coli Hielo Microtubos de 1.5 ml Pipetas desechables de 5 ml Pipetas desechables de 1 ml Protocolo: Método Químico • Obtenga un tubo con cultivo de E. coli y colóquelo por 10 minutos a 0º C (hielo). • Centrifugue el tubo con el cultivo de E. coli por 10 minutos a 4,000 rpm. • Decante el sobrenadante. Debe observar las células formando un precipitado en el extremo inferior del tubo. • Invierta el tubo sobre un papel toalla. Déjelo reposar por un minuto. Esto permite eliminar cualquier residuo del medio que quede en el tubo. • Resuspenda el precipitado en 5 ml de 0.1 M CaCl2 (frío). Colóquelo en hielo por 10 minutos. Protocolo: Método Químico • Centrifugue el tubo por 10 minutos a 4,000 rpm. • Decante el sobrenadante. Invierta el tubo sobre un papel toalla y déjelo reposar por un minuto. • Resuspenda el precipitado de células competentes en 500 µl de 0.1M CaCl2 (frío). • Transfiera los 500 µl de células competentes a un microtubo de 1.5 ml. • Rotule correctamente su microtubo y guárdelo a – 70º C. Preguntas Compare y contraste las semejanzas y diferencias entre los dos métodos principales por los cuales las bacterias son inducidas al estado de competencia. Explique porqué algunas cepas de la bacteria E. coli pueden ser inducidas al estado competente y otras cepas no. ¿Tendrá el CaCl2 el mismo efecto en una bacteria gram positiva que en una bacteria gram negativa? Explique su respuesta. ¿Qué efecto tienen las temperaturas frías en la preparación de célula competente a través del método químico? Usted preparó células competentes por el método de cloruro de calcio. ¿Cómo usted comprobaría que estas células se encuentran en su estado de competencia? Explique su respuesta.