Wat zijn recombinante bacteriën?

Recombinante bacteriën zijn bacteriën die genetische manipulatie hebben ondergaan. Dit betekent dat hun DNA is veranderd door de introductie van nieuw DNA. Zulke bacteriën zijn van enorme waarde geweest in biologisch onderzoek en voor industriële en ecologische toepassingen.

Nieuw DNA wordt vaak geïntroduceerd in een soort voertuig dat bekend staat als een vector . Dit kan een plasmide of een virus zijn. Het plasmide heeft een type selecteerbare marker, zodat de cellen het blijven produceren. Vaak is dit antibioticaresistentie. Het is ook mogelijk om een ​​gen rechtstreeks in het eigen DNA van de bacterie te introduceren.

Vaak wanneer een nieuw gen wordt gekloond, komt het tot expressie in een micro-organisme en vaak in bacteriën. De laboratoriumrat van de bacteriële wereld is Escherichia coli , die gewoonlijk in onze darmen voorkomt. Veel stammen van E. coli zijn beschikbaar voor kloneringsexperimenten.

Er zijn veel kloneringskits beschikbaar die een hoog niveau van expressie van eiwit, geproduceerd door een gekloond gen in E. coli, mogelijk maken . Dit staat bekend als overexpressie . In fundamenteel onderzoek helpen dergelijke technieken voldoende materiaal te verschaffen om de functie en eigenschappen van het product van het gen te bestuderen.

Overexpressietechnieken in recombinante bacteriën zijn van groot nut geweest voor verschillende industrieën. Ze hebben de productie mogelijk gemaakt van materialen die zeer moeilijk te isoleren zijn van natuurlijke bronnen. Ook riskeert het isoleren van verbindingen van mensen de verspreiding van ziekten. Veel eiwitten van medisch belang zijn op deze manier commercieel geproduceerd. Insuline, menselijk groeihormoon en het middel tegen bloedarmoede erytropoëtine zijn enkele voorbeelden.

Veel andere soorten bacteriën kunnen genetisch worden veranderd. Dit omvat diegenen die in extremere omgevingscondities kunnen leven, zoals vervuild afvalwater. Vaak neemt het proces van het maken van een chemische stof, of het afbreken ervan, verschillende chemische stappen in beslag. Wetenschappers zijn in staat geweest om enkele recombinante bacteriën te construeren met de genen voor hele routes voor de biosynthese of biologische afbraak van verbindingen.

Genetisch veranderde bacteriën vinden toepassing bij bioremediatie . Dit is de praktijk van het gebruik van organismen om door mensen veroorzaakte vervuiling te behandelen. Al decennia lang worden bacteriën en schimmels gebruikt om afvalwater te behandelen en water en bodems met organische verontreinigende stoffen te ontsmetten. Met de komst van genetische manipulatie is het echter mogelijk om recombinante bacteriën te ontwerpen om verontreinigende stoffen af ​​te breken onder omstandigheden die ongewijzigde micro-organismen ongunstig kunnen vinden.

Bacteriën zijn bijzonder bedreven in het opnemen van giftige metalen. De behandeling van verontreinigde grond en vast afval vindt meestal plaats in een grote tank die bekend staat als een bioreactor . Dit is een manier om de recombinante bacteriën te bevatten, zodat ze niet ontsnappen in het milieu. Het maakt het ook gemakkelijker om de omgevingscondities te optimaliseren voor diegenen die de groei van de bacteriën bevorderen. Ook kunnen nieuwe bacteriestammen worden gemaakt om verbindingen af ​​te breken die voorheen zeer resistent waren tegen afbraak.