Dlaczego E.coli służy do klonowania genów

by Theresa Phillips

Wszechstronny mikroorganizm o niesamowitym potencjale

Mikroorganizm Escherichia coli ma długą historię stosowania w przemyśle biotechnologicznym i nadal jest mikroorganizmem z wyboru w większości eksperymentów klonowania genów. Chociaż E. coli jest znana ogólnej populacji z powodu zakaźnego charakteru jednego szczególnego szczepu (0157: H7), niewiele osób wie, jak wszechstronna i użyteczna jest E. coli w badaniach genetycznych. Istnieje kilka powodów, dla których E. coli stała się tak szeroko stosowana i nadal jest powszechnym gospodarzem rekombinowanego DNA.

01 Prostota genetyczna

Bakterie stanowią przydatne narzędzia do badań genetycznych ze względu na ich stosunkowo mały rozmiar genomu w porównaniu z eukariotami. Komórki E. coli mają tylko około 4 400 genów, podczas gdy projekt genomu ludzkiego określił, że ludzie zawierają około 30 000 genów. Również bakterie, w tym E. coli , żyją przez całe życie w stanie haploidalnym (posiadającym pojedynczy zestaw niesparowanych chromosomów). W rezultacie nie ma drugiego zestawu chromosomów, aby maskować efekty mutacji podczas eksperymentów inżynierii białek .

02 Tempo wzrostu

Bakterie zwykle rosną znacznie szybciej niż bardziej złożone organizmy. E. coli rośnie szybko w tempie jednego pokolenia na dwadzieścia minut w typowych warunkach wzrostu. Pozwala to na przygotowanie kultur z logarytmiczną fazą (połowy do maksymalnej gęstości) przez noc i genetyczne wyniki eksperymentalne w zaledwie kilka godzin zamiast kilku dni, miesięcy lub lat. Szybszy wzrost oznacza również lepsze tempo produkcji, gdy kultury są stosowane w procesach fermentacji w powiększonej skali.

03 Bezpieczeństwo

E. coli występuje naturalnie w drogach jelitowych ludzi i zwierząt, gdzie pomaga dostarczać składniki odżywcze (witaminy K i B12) gospodarzowi. Istnieje wiele różnych szczepów E. coli, które mogą wytwarzać toksyny lub powodować różne poziomy infekcji w przypadku spożycia lub ataku na inne części ciała. Pomimo złej reputacji jednego szczególnie toksycznego szczepu (O157: H7), E. coli są na ogół względnie nieszkodliwe, jeśli są poddawane rozsądnej higienie.

04 Genom E. Coli jest dobrze rozumiany

Genom E. coli był pierwszym, który został całkowicie zsekwencjonowany (w 1997 r.). W rezultacie E. coli jest najlepiej zbadanym mikroorganizmem. Zaawansowana wiedza na temat mechanizmów ekspresji białek czyni go prostszym w eksperymentach, w których niezbędna jest ekspresja obcych białek i selekcja rekombinantów.

05 Zdolność do obsługi obcego DNA

Większość technik klonowania genów została opracowana przy użyciu tej bakterii i nadal są bardziej skuteczne lub skuteczne w E. coli niż w innych mikroorganizmach. W rezultacie przygotowanie kompetentnych komórek (komórek, które biorą obce DNA) nie jest skomplikowane. Transformacje z innymi mikroorganizmami są często mniej skuteczne.

06 E Coli jest łatwa w pielęgnacji

Ponieważ rośnie tak dobrze w ludzkich jelitach, E. coli uważa, że łatwo rośnie tam, gdzie ludzie mogą pracować. Na przykład:

Jest najwygodniejszy w temperaturze ciała. Podczas gdy 98,6 stopnia może być nieco ciepła dla większości ludzi, łatwo jest utrzymać tę temperaturę w laboratorium.
E. coli żyje w ludzkim jelitach, co oznacza, że nie jest wybredny w kwestii jedzenia. Zasadniczo chętnie spożywa wszelkiego rodzaju przetwory spożywcze.
Może rosnąć zarówno tlenowo, jak i beztlenowo. W ten sposób może się rozmnażać w jelicie człowieka lub zwierzęcia, ale jest równie szczęśliwy na szalce Petriego lub kolbie.

Jak E. Coli czyni różnicę

E. Coli jest niezwykle wszechstronnym narzędziem dla inżynierów genetycznych; w wyniku tego wyprodukowano już niesamowitą gamę leków i technologii. Według popularnej mechaniki stał się on nawet pierwszym prototypem dla bio-komputera: "W zmodyfikowanym transkryptorze E. coli", opracowanym przez naukowców z Uniwersytetu Stanforda w marcu ubiegłego roku, w nici DNA znajduje się drut i enzymy. dla elektronów Potencjalnie jest to krok w kierunku budowania pracujących komputerów w żywych komórkach, które można zaprogramować do kontrolowania ekspresji genów w organizmie. " Taki wyczyn można osiągnąć jedynie przy użyciu organizmu, który jest dobrze zrozumiany, łatwy w obsłudze i potrafi szybko replikować.