Использование E. coli в генной инженерии и трансформация.

Учебно-методическое пособие

В данном пособии использованы отрывки из учебно- методического пособия кафедры биохимии 2011г

Серебряная Д.В., Розов Ф.Н., Козловский С.В., Альтшулер Е.П., Гусев Н.Б.

Введение

Генная инженерия (генетическая инженерия) – это совокупность методов, приемов и технологий манипуляций с рекомбинантной ДНК, позволяющих получать нуклеотидные последовательности, гены и рекомбинантные белки с требуемыми свойствами для реализации научно-исследовательских и практических задач. В настоящее время генно-инженерные методы являются важными инструментами исследования в таких областях биологии, как микробиология, биология развития, биохимия, молекулярная и клеточная биология, вирусология и др., поэтому освоение генно-инженерных методов является необходимым этапом обучения студентов биологических ВУЗов.

Использование E. coli в генной инженерии и трансформация.

Escherichia coli – грамотрицательная палочковидная бактерия, которая в природе может быть обнаружена в кишечнике теплокровных животных. Способность быстро размножаться и наличие просто устроенного генотипа, который можно легко видоизменять, сделало Escherichia coli одним из модельных микроорганизмов, наиболее широко используемых в биотехнологии, генной инженерии и микробиологии.

Направленное внедрение модификаций в генотип E.coli позволило создать целый спектр штаммов E.coli, которые можно использовать в зависимости от поставленной задачи. Штаммом принято называть биологический вариант микроорганизма, обладающий индивидуальной совокупностью генов. В генной инженерии активно используются различные штаммы E.coli для реализации разнообразных задач. Ниже приведены некоторые из них:

- наращивание клеточной биомассы для выделения плазмидной ДНК, клонирование, введение точечных мутаций (штаммы DH5, XL1Blue)

- экспрессия рекомбинантных белков (штаммы BL21(DE3), Rosetta, Origami)

- получение неметилированной ДНК при амплификации (JM110)

Основной принцип использования штаммов E.coli в генно-инженерных целях заключается в их трансформации, т.е. внедрении в клетку того или иного штамма кольцевой молекулы ДНК (плазмиды), содержащей интересующие исследователя гены. Внедренная молекула ДНК реплицируется в клетке E.coli и в некоторых случаях может быть модифицирована. Отбор трансформированных бактериальных клеток происходит благодаря наличию в плазмидах генов устойчивости к различным антибиотикам. Бактериальная культура, содержащая подобную плазмиду, в отличие от нетрансформированной культуры может размножаться на среде, содержащей антибиотик. В дальнейшем, такую культуру используют для выделения модифицированной (например, неметилированной) или немодифицированной плазмидной ДНК.