De ce E. coli este folosit pentru clonarea genelor

by Theresa Phillips

Un microorganism versatil, cu potențial incredibil

Microorganismul Escherichia coli are o istorie lungă de utilizare în industria biotehnologiei și este în continuare microorganismul de alegere pentru majoritatea experimentelor de clonare a genei. Deși E. coli este cunoscut de populația generală pentru natura infecțioasă a unei anumite tulpini (0157: H7), puțini oameni sunt conștienți de cât de versatil și de util al E. coli este cercetarea genetică. Există mai multe motive pentru care E. coli a devenit atât de utilizat pe scară largă și este încă o gazdă comună pentru ADN recombinant .

01 Simplitatea genetică

Bacteriile fac instrumente utile pentru cercetarea genetică din cauza dimensiunii lor relativ mici a genomului în comparație cu eucariotele. Celulele E. coli au numai aproximativ 4.400 de gene, în timp ce proiectul genomului uman a stabilit că oamenii conțin aproximativ 30.000 de gene. De asemenea, bacteriile, inclusiv E. coli , trăiesc întreaga lor viață într-o stare haploidă (având un singur set de cromozomi neparticipați). Ca rezultat, nu există un al doilea set de cromozomi care să mascheze efectele mutațiilor în timpul experimentelor de inginerie proteică .

02 Rata de creștere

Bacteriile cresc de obicei mult mai repede decât organismele mai complexe. E. coli crește rapid la o rată de o generație la douăzeci de minute în condiții tipice de creștere. Aceasta permite pregătirea culturilor de fază logică (de la mijlocul la densitatea maximă) peste noapte și rezultate experimentale genetice în câteva ore în loc de câteva zile, luni sau ani. Creșterea mai rapidă înseamnă, de asemenea, rate de producție mai bune atunci când culturile sunt utilizate în procese de fermentare scalate.

03 Siguranța

E. coli se găsește în mod natural în tracturile intestinale ale oamenilor și animalelor, unde contribuie la furnizarea gazdei sale nutrienților (vitaminele K și B12). Există multe tulpini diferite de E. coli care pot produce toxine sau pot cauza diferite niveluri de infecție dacă sunt ingerate sau li se permite să invadeze alte părți ale corpului. În ciuda reputației proaste a unei tulpini deosebit de toxice (O157: H7), E. coli sunt, în general, relativ inofensive dacă se manipulează cu o igienă rezonabilă.

04 Genomul E. Coli este bine înțeles

Genomul E. coli a fost primul care a fost complet secvențializat (în 1997). Ca rezultat, E. coli este cel mai studiat microorganism. Cunoașterea avansată a mecanismelor sale de exprimare a proteinelor face mai simplă utilizarea în experimente în care expresia proteinelor străine și selecția recombinanților este esențială.

05 Abilitatea de a găzdui ADN străin

Majoritatea tehnicilor de clonare a genei au fost dezvoltate folosind această bacterie și sunt încă mai eficiente sau mai eficiente în E. coli decât în alte microorganisme. Ca rezultat, prepararea celulelor competente (celulele care vor prelua ADN străin) nu este complicată. Transformările cu alte microorganisme sunt adesea mai puțin reușite.

06 E Coli este ușor de îngrijit

Deoarece crește atât de bine în intestinul uman, E. coli consideră că este ușor să crească unde oamenii pot lucra. De exemplu:

Este cel mai confortabil la temperatura corpului. În timp ce 98,6 grade poate fi un pic cald pentru majoritatea oamenilor, este ușor să se mențină această temperatură în laborator.
E. coli locuieste in intestinul uman, ceea ce inseamna ca nu este agitat in privinta mancarii sale. În esență, este fericit să consumăm orice fel de mâncare predilizată.
Poate crește atât aerobic, cât și anaerob. Astfel, se poate multiplica in intestinul unei fiinte umane sau animal, dar este la fel de fericit intr-un vas Petri sau un balon.

Modul în care E. Coli face diferența

E. coli este un instrument incredibil de versatil pentru inginerii genetici; ca urmare, a produs deja o gamă uimitoare de medicamente și tehnologii. Ea are chiar și, conform Mecanicii populare, primul prototip pentru un bio-computer: "Într-un transcriptor modificat de E. coli", dezvoltat de cercetătorii de la Universitatea Stanford în martie anul trecut, o sârma de ADN se află în sârmă și enzime pentru electroni. Potențial, acesta este un pas spre construirea computerelor de lucru în interiorul celulelor vii, care ar putea fi programate pentru a controla exprimarea genelor într-un organism ". O astfel de realizare ar putea fi realizată numai cu ajutorul unui organism bine înțeles, ușor de utilizat și capabil să se replice repede.