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# Clonaggio ed espressione di proteine

__Espressione di proteine ricombinanti in cellule di mammifero__
Le tecnologie di clonaggio ed espressione genica sono utilizzate dai ricercatori in diversi campi per indagare una vasta gamma di quesiti biologici, tra cui, per citarne alcuni, la comprensione della funzione genica, l'analisi dei pathway molecolari, lo sviluppo embrionale, la ricerca sulle malattie e il bioprocesso di farmaci biologici e di agenti terapeutici. Una volta identificato il gene o la sequenza genetica di interesse, i ricercatori devono scegliere la strategia di clonaggio migliore e il sistema cellulare in cui esprimere la proteina in base alle specifiche esigenze applicative. Per ulteriori informazioni sull'espressione genica utilizzando la tecnologia CRISPR o sul silenziamento genico con i reagenti RNAi, visitate la nostra pagina [espressione e silenziamento genico](https://www.sigmaaldrich.com/IT/it/applications/genomics/gene-expression-and-silencing).
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Panoramica
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## Vettori per l’espressione di proteine
I plasmidi, o vettori per l’espressione di proteine, sono frammenti circolari di DNA contenenti numerosi elementi funzionali che consentono il clonaggio e l'espressione della proteina di interesse. La scelta del vettore di espressione appropriato è in parte determinata dal tipo di proteina in oggetto, dal sistema che la esprimerà, dall'applicazione a cui è destinata e dai quesiti scientifici che il ricercatore intende affrontare. L'ampia varietà di vettori di espressione disponibili consente ai ricercatori di scegliere le strategie di clonaggio, selezione del clone ed espressione proteica più adatte per il proprio studio. Una volta selezionati la sequenza genica di interesse e il vettore di espressione, i ricercatori utilizzano delle nucleasi per tagliare il vettore in siti specifici e clonare in frame al suo interno la sequenza che verrà poi espressa in un organismo ospite. I ricercatori useranno quindi delle cellule competenti e il processo di trasformazione batterica per consentire l’entrata nella cellula dei plasmidi di DNA ricombinante; i batteri possono quindi essere conservati congelati a -70 °C.
## Come transfettare le cellule
La transfezione consiste nel processo di introduzione di DNA o RNA o proteine in cellule eucariotiche. Una varietà di tecnologie fisiche, chimiche e biologiche è a disposizione dei ricercatori per realizzare questa fase del processo di espressione delle proteine. I metodi di transfezione più comunemente utilizzati sono quelli fisici, come l'elettroporazione, o chimici, come il trattamento con fosfato di calcio (CaPi) o con polietilenimmina (PEI), oppure la lipofezione. In alternativa, si può ricorrere alla trasduzione mediata da vettori derivati da virus, come lentivirus, onco-retrovirus e adenovirus. Un limite all'utilizzo della trasduzione consiste nel fatto che spesso essa richiede misure di contenimento e di monitoraggio aggiuntive per motivi di biosicurezza.
## Sistemi di espressione delle proteine
Vari organismi vengono utilizzati dai ricercatori per esprimere la proteina di interesse. I batteri sono spesso l'opzione preferita in quanto consentono una ingresso efficiente dei vettori di espressione, hanno tempi di riproduzione rapidi e, in condizioni ottimali, possono produrre quantità elevate di proteine ricombinanti. Però, essendo organismi procarioti, i batteri non sono in grado di effettuare le modifiche post-traduzionali richieste per alcune proteine. Nel caso di proteine che richiedano modifiche post-traduzionali i ricercatori useranno come sistema di espressione cellule eucariotiche, come le linee cellulari di lievito e di mammiferi, che sono in grado di effettuare tali modifiche. La scelta della linea cellulare ottimale per l'espressione della proteina ricombinante e la strategia di espressione della proteina dipendono fortemente dalle specifiche esigenze applicative e dalle domande che lo scienziato si propone di affrontare.
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