Kas ir rekombinantās baktērijas?

Jauna DNS bieži tiek ieviesta kāda veida transportlīdzeklī, kas pazīstams kā vektors. Tā var būt plazmīda vai vīruss. Plazmīdai ir sava veida atlasāms marķieris, lai šūnas turpinātu to ražot. Bieži vien tā ir rezistence pret antibiotikām. Ir iespējams arī ievadīt gēnu tieši pašas baktērijas DNS.

Bieži vien, kad tiek klonēts jauns gēns, tas tiek ekspresēts mikroorganismā un bieži vien baktērijās. Baktēriju pasaules laboratorijas žurka ir Escherichia coli, kas parasti sastopama mūsu zarnās. Klonēšanas eksperimentiem ir pieejami daudzi E. coli celmi.

Ir pieejami daudzi klonēšanas komplekti, kas veicina augstu proteīna ekspresijas līmeni, ko ražo klonēts gēns E. coli. To sauc par pārmērīgu izpausmi. Pamatpētījumos šādas metodes palīdz nodrošināt pietiekami daudz materiāla, lai izpētītu gēna produkta funkcijas un īpašības.

Pārmērīgas ekspresijas metodes rekombinantās baktērijās ir bijušas ļoti noderīgas dažādām nozarēm. Tie ir ļāvuši ražot materiālus, kurus ir ļoti grūti izolēt no dabīgiem avotiem. Arī savienojumu izolēšana no cilvēkiem apdraud slimību izplatīšanos. Šādā veidā komerciāli ražotas daudzas medicīniski nozīmīgas olbaltumvielas. Daži piemēri ir insulīns, cilvēka augšanas hormons un pretanēmijas līdzeklis eritropoetīns.

Daudzas citas baktēriju sugas var tikt ģenētiski pārveidotas. Tas ietver tos, kas var dzīvot ekstremālākos vides apstākļos, piemēram, piesārņotos notekūdeņos. Bieži vien ķīmiskās vielas izgatavošanas vai noārdīšanas process notiek vairākos dažādos ķīmiskos posmos. Zinātnieki ir spējuši konstruēt dažas rekombinantās baktērijas ar gēniem veseliem savienojumu biosintēzes vai bioloģiskās noārdīšanās ceļiem.

Ģenētiski izmainītas baktērijas tiek izmantotas bioremediācijā. Šī ir prakse izmantot organismus, lai ārstētu cilvēku radīto piesārņojumu. Jau vairākus gadu desmitus baktērijas un sēnītes ir izmantotas notekūdeņu attīrīšanai un ūdens un augsnes dekontaminācijai, kas piesūcināta ar organiskiem piesārņotājiem. Tomēr līdz ar gēnu inženierijas parādīšanos ir iespējams izveidot rekombinantās baktērijas, kas noārda piesārņotājus apstākļos, kas neizmainītiem mikroorganismiem var šķist nelabvēlīgi.

Baktērijas īpaši spēj uzņemt toksiskos metālus. Piesārņotās augsnes un cieto atkritumu apstrādi parasti veic lielā tvertnē, kas pazīstama kā bioreaktors. Tas ir veids, kā saturēt rekombinantās baktērijas, lai tās neizkļūtu vidē. Tas arī atvieglo vides apstākļu optimizēšanu tiem, kas veicina baktēriju augšanu. Var izveidot arī jaunus baktēriju celmus, lai sadalītu savienojumus, kas iepriekš bija ļoti izturīgi pret noārdīšanos.