Hämmästyttävät bakteerit

Bakteerit ovat uskomattoman monipuolisia organismeja, joilla on ainutlaatuinen kyky ottaa vastaan vierasta DNA: ta ja replikoitua ( tai kopioi). Tämä antaa heille evoluutioedun ja auttaa heitä selviytymään muutoksista ympäristössä. Esimerkiksi bakteerit voivat hankkia DNA: ta, joka tekee niistä resistenttejä antibiooteille.

Bakteerigenomi on yhdellä pyöreällä kromosomilla. Tämä geneettinen materiaali kelluu vapaasti solussa, toisin kuin eukaryoottiset organismit, joissa geneettinen materiaali on suljettu ydinkalvoon.

Bakteerit voivat joskus sisältää pienempiä DNA-ympyröitä, joita kutsutaan plasmideiksi ja joilla on paljon pienempi määrä geenejä. . Plasmideja voidaan vaihtaa bakteerien välillä prosessissa, jota kutsutaan konjugaatioksi.

Plasmidien käyttö laboratoriossa

Plasmideja voidaan käyttää vektoreina viemään vieraita DNA: ta soluun. Kun solu on sisällä, plasmidi kopioidaan isäntäsolun omalla DNA-replikointikoneella.

Laboratoriossa plasmidit suunnitellaan erityisesti siten, että bakteerit kopioivat niiden sisältämän DNA: n.

Plasmidien välttämättömyydet

Laboratorion suunnittelemat plasmidit sisältävät pienen määrän geenejä, jotka auttavat transformaatiota. Näitä ovat:

• replikaation alkuperä. Tämä on spesifinen nukleotidisekvenssi, josta DNA-replikaatio alkaa.
• Moninkertainen kloonauspaikka. Tämä sivusto sisältää spesifisten restriktioentsyymien tunnistuspaikat. Näitä restriktioentsyymejä voidaan käyttää ”leikkaamaan” plasmidi, jotta vieras DNA voidaan ”liittää” ligaatiolla.
• Resistenssigeeni. Tämä geeni koodaa proteiinia, jota bakteerit tarvitsevat selviytyäkseen tietyssä kasvualustassa, esimerkiksi silloin, kun läsnä on tiettyä antibioottia.

Geenien lisääminen plasmidiin

DNA-pala tai kiinnostus leikataan alkuperäisestä DNA-lähteestään restriktioentsyymillä ja liitetään sitten plasmidiin ligaatiolla.

Vieraan DNA: n sisältävä plasmidi on nyt valmis insertoimaan bakteereihin. Tätä prosessia kutsutaan transformaatioksi.

Bakteerien transformaatio

Ennen transformaatiota bakteerit käsitellään kalsiumkloridi-nimisellä kemikaalilla, joka saa veden pääsemään soluihin ja saa ne turpoamaan. Nämä turvotetut bakteerit tunnetaan sitten kompetentteina bakteereina. Seuraavaksi plasmidi-DNA (joka sisältää vierasta DNA: ta) sekoitetaan toimivaltaisten bakteerien kanssa ja liuos kuumennetaan. Plasmidi-DNA tulee bakteereihin solukalvoihin muodostuneiden pienten huokosien kautta. Kun isäntäsolussa on plasmidi-DNA, se kopioidaan monta kertaa bakteerin omalla DNA-replikointikoneella.

Mistä tiedät, toimiiko se?

Transformaation jälkeen bakteereja kasvatetaan ravinnepitoinen ruoka nimeltä agar. Ainoastaan bakteerit, jotka sisältävät antibioottiresistentillä plasmidilla, kasvavat antibiootin läsnä ollessa.

Esimerkiksi, jos bakteereita kasvatetaan ampisilliiniantibioottia sisältävällä agarilla, vain bakteerit, jotka on transformoitu plasmidilla, joka sisältää ampisilliiniresistenssigeenin, <. / p>

Transformoituneita bakteereja voidaan sitten kasvattaa suurina määrinä. Kiinnostava DNA tai DNA: n koodaama proteiini voidaan sitten eristää ja puhdistaa.

Milloin transformaatiota käytetään?

Käytetään bakteeritransformaatiota:

• tehdä useita kopioita DNA: sta, jota kutsutaan DNA-kloonaukseksi.
• tehdä suuria määriä spesifisiä ihmisproteiineja, esimerkiksi ihmisinsuliinia, jota voidaan käyttää tyypin I diabetesta sairastavien ihmisten hoitoon.
• Bakteerin tai muun solun geneettiseen muokkaamiseen.