Cellules compétentes

Les cellules compétentes sont des cellules bactériennes qui ont été traitées pour leur permettre de prendre plus facilement l'ADN étranger. Ce processus est essentiel en génie génétique et en biologie moléculaire à des fins de clonage. Les cellules compétentes peuvent être rendues chimiquement compétentes en les traitant avec du chlorure de calcium ou d'autres méthodes, ou elles peuvent être rendues électrocompétentes en les exposant à un champ électrique (électroporation). Ces traitements rendent la membrane cellulaire plus perméable à l'ADN, facilitant l'absorption de l'ADN plasmidique lors de la transformation.

Les cellules non compétentes n'ont pas été traitées pour améliorer l'absorption de l'ADN, et par conséquent, leur capacité à prendre l'ADN étranger est très faible ou négligeable. Ces cellules ne sont généralement pas utilisées pour les expériences de transformation car leur état naturel ne permet pas une absorption efficace de l'ADN. Les cellules non compétentes peuvent être utilisées pour étudier la croissance bactérienne, le métabolisme et la physiologie dans diverses conditions. Elles peuvent également être utilisées pour étudier l'expression des gènes endogènes sans l'interférence de l'ADN étranger. Dans les expériences de biologie moléculaire, les cellules non compétentes peuvent servir de contrôles négatifs pour garantir que toute transformation observée est due au traitement et non à une absorption spontanée de l'ADN.

Les cellules compétentes peuvent être catégorisées en fonction de leurs méthodes de préparation et de leurs applications spécifiques. Les différents types de cellules compétentes sont :

1. Cellules chimiquement compétentes

Les cellules chimiquement compétentes sont préparées en utilisant des traitements chimiques, typiquement du chlorure de calcium, pour rendre la membrane cellulaire plus perméable à l'ADN. Les types courants sont :

Cellules compétentes standard : Adaptées pour le clonage de routine et la propagation de plasmides. Exemples : DH5α, TOP10, JM109

Cellules compétentes à haute efficacité : Conçues pour une efficacité de transformation élevée, souvent utilisées pour le clonage d'ADN difficile ou en faible abondance. Exemples : XL10-Gold, DH5α Haute Efficacité

2. Cellules électrocompétentes

Les cellules électrocompétentes sont préparées pour l'électroporation, une méthode qui utilise un champ électrique pour introduire l'ADN dans les cellules.

Types courants:

Cellules électrocompétentes standard : Utilisées pour l'électroporation de routine avec une efficacité de transformation modérée. Exemples : DH10B Électrocompétentes, TOP10 Électrocompétentes

Cellules électrocompétentes à haute efficacité : Conçues pour une transformation à haute efficacité, particulièrement utiles pour les grands plasmides ou l'ADN génomique. Exemples : GeneHogs Électrocompétentes, ElectroMAX DH5α

3. Cellules compétentes spécialisées

Ces cellules sont conçues pour des applications spécifiques au-delà du clonage de routine.

Cellules compétentes pour l'expression de protéines : Optimisées pour l'expression à haut niveau de protéines recombinantes. Exemples : BL21(DE3), Rosetta(DE3), T7 Express

Cellules compétentes pour la mutagenèse : Utilisées pour la mutagenèse dirigée et autres modifications génétiques. Exemples : XL1-Blue, SURE

Cellules compétentes pour le clonage de gènes toxiques : Conçues pour propager des gènes toxiques ou instables. Exemples : Stbl2, Stbl3

Transformation de grands plasmides : Spécifiquement conçues pour gérer de grands plasmides ou BACs. Exemples : EPI300, HST08

4. Cellules compétentes pour des applications de criblage spécifiques

Ces cellules ont des marqueurs génétiques ou des caractéristiques spécifiques qui facilitent le criblage et la sélection. Exemples :

Cellules compétentes pour le criblage bleu-blanc : Contiennent la mutation lacZΔM15 pour le criblage bleu-blanc des clones recombinants. Exemples : DH5α, JM109

Cellules compétentes pour le clonage Gateway : Optimisées pour le clonage par recombinaison Gateway. Exemples : cellules de survie ccdB

Le choix des cellules compétentes dépend des besoins spécifiques de votre expérience, tels que l'efficacité de transformation, la taille du plasmide, l'expression de protéines, la mutagenèse et les exigences de criblage.

Choisir des cellules compétentes dépend de plusieurs facteurs liés à vos besoins expérimentaux spécifiques. Voici des considérations clés et des étapes pour vous aider à choisir les bonnes cellules compétentes :

1) Efficacité de transformation

Si vous avez besoin de cloner un gène ou de construire une bibliothèque où une haute efficacité de transformation est cruciale, choisissez des cellules étiquetées comme "haute efficacité".

Pour le clonage de routine où une efficacité extrêmement élevée n'est pas nécessaire, des cellules compétentes standard.

2) Souche de cellules

Souches de E. coli : Les souches courantes incluent DH5α, TOP10 et JM109, chacune offrant différents avantages tels qu'une haute efficacité de transformation, un rendement amélioré de plasmide, ou une capacité de criblage bleu-blanc.

Souches Spécialisées : Pour des applications spécifiques telles que l'expression de protéines, la mutagenèse, ou la propagation de gènes toxiques, des souches spécialisées comme BL21 (pour l'expression de protéines) ou XL1-Blue (pour la mutagenèse) peuvent être plus appropriées.

3) Compatibilité avec le type de plasmide ou d'ADN

Assurez-vous que les cellules compétentes que vous choisissez sont compatibles avec le vecteur plasmidique ou l'ADN que vous prévoyez d'utiliser. Par exemple, certaines souches sont optimisées pour les plasmides à haute copie, tandis que d'autres sont meilleures pour les plasmides à faible copie ou de grande taille.

4) Résistance aux antibiotiques

Vérifiez que les marqueurs de résistance aux antibiotiques sur le plasmide sont compatibles avec les marqueurs de sélection des cellules compétentes.

5) Caractéristiques génotypiques

Certaines applications peuvent nécessiter des caractéristiques génotypiques spécifiques, telles que recA- (pour prévenir la recombinaison) ou endA- (pour améliorer le rendement et la qualité du plasmide).

Exemple de choix de cellules compétentes

Pour le Clonage de Routine : Les cellules DH5α ou TOP10 sont couramment utilisées en raison de leur haute efficacité de transformation et de leur fiabilité.

Pour l'Expression de Protéines : Les cellules BL21(DE3) sont souvent choisies car elles sont conçues pour une expression de haut niveau des protéines recombinantes.

Pour le Clonage Difficile : Pour le clonage de grands plasmides ou de gènes toxiques, vous pourriez choisir une souche comme les cellules Stbl3 ou SURE.