驚くべき細菌

細菌は非常に用途の広い生物であり、外来DNAを取り込んで複製する独自の能力を持っています（またはコピー）それ。これは彼らに進化の利点を与え、彼らが彼らの環境の変化に耐えるのを助けます。たとえば、細菌は抗生物質に耐性を持つDNAを獲得できます。

細菌ゲノムは、単一の環状染色体に含まれています。この遺伝物質は、遺伝物質が核膜に囲まれている真核生物とは異なり、細胞内を自由に浮遊します。

細菌には、プラスミドと呼ばれる、遺伝子の数がはるかに少ない小さなDNAの輪が含まれている場合があります。 。プラスミドは、接合と呼ばれるプロセスで細菌間で交換できます。

実験室でのプラスミドの使用

プラスミドは、外来DNAを細胞に運ぶためのベクターとして使用できます。細胞内に入ると、プラスミドは宿主細胞自身のDNA複製機構によってコピーされます。

ラボでは、プラスミドは、含まれるDNAが細菌によってコピーされるように特別に設計されています。

プラスミドの必需品

実験室で設計されたプラスミドには、形質転換を助ける少数の遺伝子が含まれています。

• 複製起点。これは、DNA複製が始まるヌクレオチドの特定の配列です。
• マルチクローニングサイト。このサイトには、特定の制限酵素の認識サイトが含まれています。これらの制限酵素を使用してプラスミドを「切断」し、ライゲーションによって外来DNAを「貼り付ける」ことができます。
• 耐性遺伝子。この遺伝子は、特定の抗生物質が存在する場合など、特定の増殖培地で生き残るために細菌が必要とするタンパク質をコードします。

プラスミドへの遺伝子の挿入

のDNAまたは遺伝子の断片制限酵素を使用して元のDNAソースから関心を切り取り、ライゲーションによってプラスミドに貼り付けます。

これで、外来DNAを含むプラスミドを細菌に挿入する準備が整いました。このプロセスは形質転換と呼ばれます。

細菌の形質転換

形質転換の前に、細菌は塩化カルシウムと呼ばれる化学物質で処理されます。これにより、細胞に水が入り、細胞が膨張します。これらの膨潤したバクテリアは、コンピテントバクテリアとして知られています。

次に、プラスミドDNA（外来DNAを含む）をコンピテントバクテリアと混合し、溶液を加熱します。プラスミドDNAは、細胞膜に作られた小さな細孔を通って細菌に入ります。宿主細胞に入ると、プラスミドDNAはバクテリア自身のDNA複製機構によって何度もコピーされます。

それが機能したかどうかはどうやってわかりますか？

形質転換後、バクテリアは成長します寒天と呼ばれる栄養豊富な食品。抗生物質耐性を持つプラスミドを含む細菌のみが抗生物質の存在下で増殖します。

たとえば、抗生物質アンピシリンを含む寒天培地で細菌を増殖させた場合、アンピシリン耐性遺伝子を含むプラスミドで形質転換された細菌のみが生き残ります。

その後、形質転換された細菌を大量に増殖させることができます。次に、目的のDNA、またはDNAによってコードされるタンパク質を単離し、精製することができます。

形質転換はいつ使用されますか？

細菌の形質転換が使用されます：

• DNAクローニングと呼ばれるDNAの複数のコピーを作成すること。
• I型糖尿病の人々の治療に使用できるヒトインスリンなどの特定のヒトタンパク質を大量に作成すること。
• 細菌または他の細胞を遺伝子改変すること。