Hvad er rekombinante bakterier?
Rekombinante bakterier er bakterier, der har gennemgået genteknologi. Dette betyder, at deres DNA er blevet ændret ved introduktionen af nyt DNA. Sådanne bakterier har været af enorm værdi i biologisk forskning og til industriel og miljømæssig anvendelse.
Nyt DNA introduceres ofte i en slags køretøj, der er kendt som en vektor . Dette kan være et plasmid eller en virus. Plasmidet har en type selekterbar markør, så cellerne fortsat producerer det. Ofte er dette antibiotikaresistens. Det er også muligt at introducere et gen direkte i bakteriens eget DNA.
Ofte når et nyt gen klones, udtrykkes det i en mikroorganisme og ofte i bakterier. Labrotten i bakterieverdenen er Escherichia coli , der ofte findes i vores tarme. Mange stammer af E. coli er tilgængelige til kloning af eksperimenter.
Der findes mange kloningsæt, der letter et højt niveau af ekspression af protein produceret af et klonet gen i E. coli . Dette er kendt som overekspression . I grundlæggende forskning hjælper sådanne teknikker med at tilvejebringe nok materiale til at undersøge funktionen og egenskaberne af genproduktet.
Overekspressionsteknikker i rekombinante bakterier har været til stor nytte for forskellige industrier. De har gjort det muligt at fremstille materialer, der er meget vanskelige at isolere fra naturlige kilder. Også at isolere forbindelser fra mennesker risikerer spredning af sygdomme. Mange proteiner af medicinsk betydning er blevet fremstillet kommercielt på denne måde. Insulin, humant væksthormon og anti-anæmi-medikamentet erythropoietin er nogle eksempler.
Mange andre arter af bakterier kan ændres genetisk. Dette inkluderer dem, der kan leve under mere ekstreme miljøforhold, såsom forurenet spildevand. Ofte tager processen med at fremstille et kemikalie eller nedbryder en adskillige forskellige kemiske trin. Forskere har været i stand til at konstruere nogle rekombinante bakterier med generne til hele veje til biosyntese eller biologisk nedbrydning af forbindelser.
Genetisk ændrede bakterier finder anvendelse i bioremediation . Dette er den praksis at bruge organismer til at behandle forurening foretaget af mennesker. I årtier er bakterier og svampe blevet brugt til behandling af spildevand og dekontaminering af vand og jord, der er tilsat organiske forurenende stoffer. Med fremkomsten af genteknologi er det imidlertid muligt at designe rekombinante bakterier til at nedbryde forurenende stoffer under forhold, som uændrede mikroorganismer kan synes ugunstige.
Bakterier er især dygtige til at optage giftige metaller. Behandlingen af forurenet jord og fast affald udføres generelt i en stor tank, der er kendt som en bioreaktor . Dette er en måde at indeholde de rekombinante bakterier på, så de ikke slipper ud i miljøet. Det gør det også lettere at optimere miljøforholdene til dem, der favoriserer bakterievækst. Der kan også oprettes nye bakteriestammer til at nedbryde forbindelser, der tidligere var meget modstandsdygtige over for nedbrydning.