Co to są bakterie rekombinowane?

Rekombinowane bakterie to bakterie, które przeszły inżynierię genetyczną. Oznacza to, że ich DNA zostało zmienione przez wprowadzenie nowego DNA. Takie bakterie mają ogromną wartość w badaniach biologicznych oraz do zastosowań przemysłowych i środowiskowych.

Nowe DNA często wprowadza się w jakimś nośniku, który jest znany jako wektor . Może to być plazmid lub wirus. Plazmid ma rodzaj markera selekcyjnego, dzięki czemu komórki będą go wytwarzać. Często jest to oporność na antybiotyki. Możliwe jest również wprowadzenie genu bezpośrednio do własnego DNA bakterii.

Często klonowany nowy gen ulega ekspresji w mikroorganizmie, a często w bakteriach. Szczurem laboratoryjnym świata bakteryjnego jest Escherichia coli , powszechnie występująca w naszych jelitach. Wiele szczepów E. coli jest dostępnych do eksperymentów klonowania.

Dostępnych jest wiele zestawów do klonowania, które ułatwiają wysoki poziom ekspresji białka wytwarzanego przez klonowany gen w E. coli . Jest to znane jako nadekspresja . W badaniach podstawowych takie techniki pomagają zapewnić wystarczającą ilość materiału do badania funkcji i właściwości produktu genu.

Techniki nadekspresji w rekombinowanych bakteriach były bardzo przydatne dla różnych gałęzi przemysłu. Umożliwiły produkcję materiałów, które bardzo trudno jest odizolować od źródeł naturalnych. Ponadto izolowanie związków od ludzi grozi rozprzestrzenianiem się chorób. W ten sposób wytwarzano wiele białek o znaczeniu medycznym. Insulina, ludzki hormon wzrostu i lek przeciw anemii erytropoetyna to tylko niektóre przykłady.

Wiele innych gatunków bakterii można modyfikować genetycznie. Dotyczy to również tych, które mogą żyć w bardziej ekstremalnych warunkach środowiskowych, takich jak zanieczyszczone ścieki. Często proces wytwarzania substancji chemicznej lub degradującej przebiega w kilku różnych etapach chemicznych. Naukowcom udało się skonstruować niektóre rekombinowane bakterie za pomocą genów dla całych szlaków biosyntezy lub biodegradacji związków.

Bakterie zmienione genetycznie znajdują zastosowanie w bioremediacji . Jest to praktyka wykorzystywania organizmów do leczenia zanieczyszczeń powodowanych przez ludzi. Przez dziesięciolecia bakterie i grzyby były wykorzystywane do oczyszczania ścieków i odkażania wody i gleb nasyconych zanieczyszczeniami organicznymi. Wraz z pojawieniem się inżynierii genetycznej możliwe jest jednak zaprojektowanie rekombinowanych bakterii w celu rozbicia zanieczyszczeń w warunkach, w których niezmienione mikroorganizmy mogą okazać się niekorzystne.

Bakterie są szczególnie biegłe w przyjmowaniu toksycznych metali. Oczyszczanie zanieczyszczonej gleby i odpadów stałych odbywa się zwykle w dużym zbiorniku znanym jako bioreaktor . Jest to sposób na powstrzymanie rekombinowanych bakterii, aby nie uciekały do ​​środowiska. Ułatwia również optymalizację warunków środowiskowych dla tych, które sprzyjają rozwojowi bakterii. Można również tworzyć nowe szczepy bakterii w celu rozbicia związków, które wcześniej były bardzo odporne na degradację.