Por que E.coli é usado para clonagem de genes

by Theresa Phillips

Um microorganismo versátil com um potencial incrível

O microorganismo Escherichia coli tem uma longa história de uso na indústria de biotecnologia e ainda é o microorganismo de escolha para a maioria dos experimentos de clonagem de genes. Embora a E. coli seja conhecida da população geral pela natureza infecciosa de uma cepa específica (0157: H7), poucas pessoas estão cientes de quão versátil e útil a E. coli é para a pesquisa genética. Existem várias razões pelas quais a E. coli tornou-se tão amplamente usada e ainda é um hospedeiro comum para o DNA recombinante .

01 Simplicidade Genética

As bactérias são ferramentas úteis para a pesquisa genética por causa de seu tamanho relativamente pequeno do genoma em comparação com os eucariotos. As células de E. coli possuem apenas cerca de 4.400 genes, enquanto o projeto do genoma humano determinou que os humanos contêm aproximadamente 30.000 genes. Além disso, bactérias, incluindo E. coli , vivem toda a sua vida em um estado haplóide (com um único conjunto de cromossomos não pareados). Como resultado, não há um segundo conjunto de cromossomos para mascarar os efeitos de mutações durante experimentos de engenharia de proteínas .

02 Taxa de Crescimento

As bactérias geralmente crescem muito mais rapidamente que os organismos mais complexos. E. coli cresce rapidamente a uma taxa de uma geração por vinte minutos em condições de crescimento típicas. Isso permite a preparação de culturas log-phase (meio caminho para densidade máxima) durante a noite e resultados experimentais genéticos em meras horas em vez de vários dias, meses ou anos. Crescimento mais rápido também significa melhores taxas de produção quando as culturas são usadas em processos de fermentação em escala.

03 Segurança

E. coli é encontrada naturalmente no trato intestinal de humanos e animais, onde ajuda a fornecer nutrientes (vitaminas K e B12) ao hospedeiro. Existem muitas cepas diferentes de E. coli que podem produzir toxinas ou causar níveis variados de infecção se ingeridas ou permitidas invadir outras partes do corpo. Apesar da má reputação de uma variedade particularmente tóxica (O157: H7), a E. coli é geralmente relativamente inócua se manuseada com higiene razoável.

04 O genoma de E. Coli é bem compreendido

O genoma da E. coli foi o primeiro a ser completamente sequenciado (em 1997). Como resultado, E. coli é o microorganismo mais estudado. O conhecimento avançado de seus mecanismos de expressão de proteínas torna o uso mais simples para experimentos onde a expressão de proteínas estranhas e a seleção de recombinantes é essencial.

05 Capacidade de Hospedar DNA Estrangeiro

A maioria das técnicas de clonagem de genes foi desenvolvida usando esta bactéria e ainda são mais bem sucedidas ou eficazes em E. coli do que em outros microorganismos. Como resultado, a preparação de células competentes (células que absorvem DNA estranho) não é complicada. Transformações com outros microorganismos são frequentemente menos bem sucedidas.

06 E Coli é fácil de cuidar

Porque cresce tão bem no intestino humano, a E. coli acha fácil crescer onde os humanos podem trabalhar. Por exemplo:

É mais confortável à temperatura do corpo. Enquanto 98,6 graus podem ser um pouco quentes para a maioria das pessoas, é fácil manter essa temperatura no laboratório.
E. coli vive no intestino humano, o que significa que não é exigente quanto à sua comida. Essencialmente, é feliz consumir qualquer tipo de alimento pré-digerido.
Pode crescer tanto aerobicamente como anaerobicamente. Assim, ele pode se multiplicar no intestino de um ser humano ou animal, mas é igualmente feliz em uma placa de Petri ou frasco.

Como E. Coli faz a diferença

E. Coli é uma ferramenta incrivelmente versátil para engenheiros genéticos; Como resultado, já produziu uma incrível variedade de medicamentos e tecnologias. Até mesmo, segundo a Popular Mechanics, tornou-se o primeiro protótipo de um bio-computador: "Em um transcriptor de E. coli modificado", desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Stanford em março passado, uma fita de DNA substitui o fio e as enzimas para os elétrons. Potencialmente, este é um passo rumo à construção de computadores trabalhando dentro de células vivas que poderiam ser programados para controlar a expressão gênica em um organismo ". Tal feito só poderia ser realizado com o uso de um organismo bem compreendido, fácil de trabalhar e capaz de replicar rapidamente.