Perché E.coli è usato per la clonazione genica

Un microrganismo versatile con un potenziale incredibile

Il microrganismo Escherichia coli ha una lunga storia di utilizzo nell'industria biotecnologica ed è ancora il microrganismo di scelta per la maggior parte degli esperimenti di clonazione genetica. Sebbene E. coli sia noto alla popolazione generale per la natura infettiva di un particolare ceppo (0157: H7), poche persone sono consapevoli di quanto E. coli sia versatile e utile alla ricerca genetica. Ci sono diversi motivi per cui E. coli è diventato così ampiamente usato ed è ancora un ospite comune per il DNA ricombinante .

  • 01 Semplicità genetica

    I batteri sono strumenti utili per la ricerca genetica a causa della loro dimensione del genoma relativamente piccola rispetto agli eucarioti. Le cellule di E. coli hanno solo circa 4.400 geni mentre il progetto del genoma umano ha determinato che gli esseri umani contengono circa 30.000 geni. Inoltre, i batteri, tra cui E. coli , vivono la loro intera vita in uno stato aploide (con una singola serie di cromosomi non accoppiati). Di conseguenza, non esiste un secondo set di cromosomi per mascherare gli effetti delle mutazioni durante gli esperimenti di ingegneria delle proteine .
  • 02 Tasso di crescita

    I batteri in genere crescono molto più velocemente di organismi più complessi. E. coli cresce rapidamente ad una velocità di una generazione per venti minuti in condizioni di crescita tipiche. Ciò consente la preparazione delle colture log-fase (da metà strada a massima densità) durante la notte e i risultati sperimentali genetici in sole ore invece di diversi giorni, mesi o anni. Una crescita più rapida significa anche migliori tassi di produzione quando le colture sono utilizzate in processi di fermentazione su scala.

  • 03 Sicurezza

    E. coli si trova naturalmente nei tratti intestinali di esseri umani e animali dove aiuta a fornire nutrienti (vitamine K e B12) al suo ospite. Esistono molti ceppi diversi di E. coli che possono produrre tossine o causare diversi livelli di infezione se ingeriti o autorizzati a invadere altre parti del corpo. Nonostante la cattiva reputazione di un ceppo particolarmente tossico (O157: H7), gli E. coli sono generalmente relativamente innocui se manipolati con una ragionevole igiene.

  • 04 Il genoma di E. Coli è ben capito

    Il genoma di E. coli fu il primo ad essere completamente sequenziato (nel 1997). Di conseguenza, E. coli è il microrganismo più studiato. La conoscenza avanzata dei suoi meccanismi di espressione proteica rende più semplice l'uso per esperimenti in cui l'espressione di proteine ​​estranee e la selezione di ricombinanti è essenziale.

  • 05 Capacità di ospitare DNA estraneo

    La maggior parte delle tecniche di clonazione genetica sono state sviluppate usando questo batterio e hanno ancora più successo o efficacia in E. coli rispetto ad altri microrganismi. Di conseguenza, la preparazione di cellule competenti (cellule che prenderanno il DNA estraneo) non è complicata. Le trasformazioni con altri microrganismi hanno spesso meno successo.

  • 06 E Coli è facile da curare

    Poiché cresce così bene nell'intestino umano, E. coli trova facile crescere dove gli umani possono lavorare. Per esempio:

    • È più comodo a temperatura corporea. Mentre 98.6 gradi possono essere un po 'caldi per la maggior parte delle persone, è facile mantenere quella temperatura in laboratorio.
    • E. coli vive nell'intestino umano, il che significa che non è pignolo riguardo al suo cibo. Essenzialmente, è felice di consumare qualsiasi tipo di cibo predigerito.
    • Può crescere sia aerobicamente che anaerobicamente. Quindi, può moltiplicarsi nell'intestino di un essere umano o animale, ma è ugualmente felice in una capsula di Petri o in una fiaschetta.
  • Come E. Coli fa la differenza

    E. Coli è uno strumento incredibilmente versatile per gli ingegneri genetici; di conseguenza, ha già prodotto una straordinaria gamma di farmaci e tecnologie. Ha persino, secondo la Popular Mechanics, diventare il primo prototipo per un bio-computer: "In un trascrittore modificato di E. coli", sviluppato dai ricercatori della Stanford University lo scorso marzo, un filamento di DNA rappresenta il filo e gli enzimi per gli elettroni. Potenzialmente, questo è un passo verso la costruzione di computer funzionanti all'interno di cellule viventi che potrebbero essere programmati per controllare l'espressione genica in un organismo ". Tale impresa può essere realizzata solo con l'uso di un organismo che è ben compreso, facile da lavorare e in grado di replicare rapidamente.