Waarom E.coli wordt gebruikt voor het klonen van genen

by Theresa Phillips

Een veelzijdig micro-organisme met ongelofelijk potentieel

Het micro-organisme Escherichia coli heeft een lange geschiedenis van gebruik in de biotechnologie-industrie en is nog steeds het micro-organisme bij uitstek voor de meeste genkloneringsexperimenten. Hoewel E. coli bij de algemene bevolking bekend is vanwege de infectieuze aard van een bepaalde stam (0157: H7), weten maar weinig mensen hoe veelzijdig en bruikbaar E. coli is voor genetisch onderzoek. Er zijn verschillende redenen waarom E. coli zo veel werd gebruikt en nog steeds een gemeenschappelijke gastheer is voor recombinant DNA.

01 Genetische eenvoud

Bacteriën zijn nuttige hulpmiddelen voor genetisch onderzoek vanwege hun relatief kleine genoomgrootte in vergelijking met eukaryoten. E. coli- cellen hebben slechts ongeveer 4.400 genen terwijl het project van het menselijk genoom heeft vastgesteld dat mensen ongeveer 30.000 genen bevatten. Ook leven bacteriën, inclusief E. coli , hun hele leven in een haploïde toestand (met een enkele set ongepaarde chromosomen). Als een resultaat is er geen tweede set chromosomen om de effecten van mutaties te maskeren tijdens experimenten met eiwittechnologie .

02 Groeisnelheid

Bacteriën groeien meestal veel sneller dan meer complexe organismen. E. coli groeit snel met een snelheid van één generatie per twintig minuten onder normale groeiomstandigheden. Dit maakt de bereiding van log-fase (middenweg tot maximale dichtheid) kweken gedurende de nacht mogelijk en genetische experimentele resultaten in enkele uren in plaats van enkele dagen, maanden of jaren. Snellere groei betekent ook betere productiesnelheden wanneer culturen worden gebruikt in opgeschaalde fermentatieprocessen .

03 Veiligheid

E. coli wordt van nature aangetroffen in de darmkanalen van mensen en dieren, waar het helpt voedingsstoffen (vitamine K en B12) aan de gastheer te geven. Er zijn veel verschillende stammen van E. coli die toxines kunnen produceren of verschillende niveaus van infectie kunnen veroorzaken als ze worden ingeslikt of andere delen van het lichaam kunnen binnendringen. Ondanks de slechte reputatie van een bijzonder toxische stam (O157: H7), zijn E. coli over het algemeen relatief onschadelijk als ze met redelijke hygiëne worden behandeld.

04 Het E. Coli-genoom is goed begrepen

Het E. coli- genoom was de eerste die volledig werd gesequenced (in 1997). Als gevolg hiervan is E. coli het meest bestudeerde micro-organisme. Gevorderde kennis van de eiwitexpressiemechanismen maakt het eenvoudiger om te gebruiken voor experimenten waarbij expressie van vreemde eiwitten en selectie van recombinanten essentieel is.

05 Mogelijkheid om Buitenlands DNA te hosten

De meeste technieken voor het klonen van genen werden ontwikkeld met behulp van deze bacterie en zijn nog steeds succesvoller of effectiever in E. coli dan in andere micro-organismen. Als een resultaat is de bereiding van competente cellen (cellen die vreemd DNA opnemen) niet gecompliceerd. Transformaties met andere micro-organismen zijn vaak minder succesvol.

06 E Coli is gemakkelijk te verzorgen

Omdat het zo goed groeit in de darm van de mens, kan E. coli gemakkelijk groeien waar mensen kunnen werken. Bijvoorbeeld:

Het is het meest comfortabel bij lichaamstemperatuur. Hoewel 98,6 graden voor de meeste mensen misschien een beetje warm is, is het eenvoudig om die temperatuur in het laboratorium te handhaven.
E. coli leeft in de darm van de mens, wat betekent dat het niet kieskeurig is over zijn voedsel. In wezen is het blij om elk type voorverteerd voedsel te consumeren.
Het kan zowel aerobisch als anaëroob groeien. Het kan zich dus vermenigvuldigen in de darm van een mens of dier, maar is even gelukkig in een petrischaaltje of een fles.

Hoe E. Coli een verschil maakt

E. Coli is een ongelooflijk veelzijdig hulpmiddel voor genetische ingenieurs; als gevolg daarvan heeft het al een verbazingwekkende reeks medicijnen en technologieën geproduceerd. Het is zelfs volgens Popular Mechanics het eerste prototype voor een bio-computer: "In een gemodificeerde E. coli" transcriptor, "ontwikkeld door Stanford University-onderzoekers afgelopen maart, staat een streng DNA voor de draad en enzymen voor de elektronen. Potentieel is dit een stap in de richting van het bouwen van werkende computers in levende cellen die kunnen worden geprogrammeerd om genexpressie in een organisme te regelen. " Een dergelijke prestatie kan alleen worden bereikt met behulp van een goed begrepen, gemakkelijk te hanteren organisme dat snel kan repliceren.