Che cos'è una biblioteca genica?
Una biblioteca genica è il termine per la raccolta di frammenti di acido desossiribonucleico (DNA) che sono stati clonati casualmente dai genomi degli organismi. Sono clonati come plasmidi che possono replicarsi separatamente dai loro cromosomi e fagi, che sono un virus parassitario che si nutre di batteri. Quando clonato come plasmidi la raccolta è di cellule ospiti e ciascuna delle cellule contiene un frammento di DNA. Le librerie dei geni dei fagi sono costituite da quelli che vengono chiamati lisati dei fagi, che sono residui di cellule distrutte con un frammento di DNA inserito. Quando le librerie di geni contengono una raccolta di tutte le informazioni genetiche su un organismo, sono considerate una libreria di geni rappresentativa.
Inoltre, le biblioteche possono utilizzare l'acido nucleico ricombinante cellulare (RNA) per materiale di ancoraggio, e questa raccolta di cellule ospiti con i vettori ricombinanti è nota come libreria del gene cRNA. Lo screening della biblioteca genetica trova particolari cellule contenenti vettori di clonazione con un particolare gene ricercato in una biblioteca genetica e quindi utilizza una delle molte tecniche per isolarle e raccoglierle. Una volta raccolte, le cellule vengono considerate clonate. Al fine di avere una ragionevole possibilità di isolare e clonare un particolare gene, di solito vengono utilizzate solo librerie di geni rappresentazionali poiché ogni gene e ogni frammento di DNA originale di un particolare genoma sono raccolti in esso. Per raggiungere una probabilità del 99% di localizzare un particolare gene umano per la clonazione, oltre 600.000 cellule clonate dovrebbero essere sottoposte a screening per trovare il gene desiderato da una biblioteca genetica rappresentativa.
Il DNA viene estratto da un organismo per iniziare una libreria genica. La biblioteca è strutturata per organizzare il DNA e le sue migliaia di geni diversi. La biblioteca diventa una raccolta di decine di migliaia di colonie di batteri, ciascuna modulata con un frammento di DNA dall'organismo che contiene un gene di particolare interesse. Le librerie contengono anche enzimi di restrizione e un plasmide. Gli enzimi di restrizione vengono utilizzati per leggere le informazioni sui nucleotidi del DNA e vengono utilizzati per tagliare il DNA in frammenti separando i nucleotidi gli uni dagli altri.
Gli stessi enzimi di restrizione tagliano i plasmidi batterici e i frammenti e i plasmidi vengono combinati in una provetta per combinarsi, creando una nuova combinazione. Questi plasmidi ricombinanti vengono quindi riportati alla coltura batterica mediante shock termico o elettroporazione. Questi passaggi vengono eseguiti ripetutamente fino a quando non è stata formata un'intera libreria genetica per un particolare organismo genomico da tutti i frammenti dell'estrazione del DNA originale.