Por qué E.coli se usa para la clonación de genes

by Theresa Phillips

Un microorganismo versátil con un potencial increíble

El microorganismo Escherichia coli tiene una larga historia de uso en la industria de la biotecnología y sigue siendo el microorganismo de elección para la mayoría de los experimentos de clonación de genes. Aunque E. coli es conocida por la población general por la naturaleza infecciosa de una cepa en particular (0157: H7), pocas personas son conscientes de cuán versátil y útil es E. coli para la investigación genética. Hay varias razones por las que E. coli se ha utilizado ampliamente y sigue siendo un huésped común para el ADN recombinante .

01 Simplicidad genética

Las bacterias son herramientas útiles para la investigación genética debido a su tamaño relativamente pequeño del genoma en comparación con los eucariotas. Las células de E. coli solo tienen alrededor de 4.400 genes, mientras que el proyecto del genoma humano ha determinado que los humanos contienen aproximadamente 30,000 genes. Además, las bacterias, incluida E. coli , viven toda su vida en un estado haploide (que tiene un único conjunto de cromosomas desapareados). Como resultado, no hay un segundo conjunto de cromosomas para enmascarar los efectos de las mutaciones durante los experimentos de ingeniería de proteínas .

02 Tasa de crecimiento

Las bacterias generalmente crecen mucho más rápido que los organismos más complejos. E. coli crece rápidamente a una velocidad de una generación por veinte minutos en condiciones de crecimiento típicas. Esto permite la preparación de cultivos en fase logarítmica (de la mitad a la máxima densidad) de la noche a la mañana y resultados experimentales genéticos en meras horas en lugar de varios días, meses o años. Un crecimiento más rápido también significa mejores tasas de producción cuando los cultivos se utilizan en procesos de fermentación ampliados.

03 Seguridad

E. coli se encuentra naturalmente en los tractos intestinales de humanos y animales donde ayuda a proporcionar nutrientes (vitaminas K y B12) a su huésped. Hay muchas cepas diferentes de E. coli que pueden producir toxinas o causar niveles variables de infección si se ingieren o se permite que invadan otras partes del cuerpo. A pesar de la mala reputación de una cepa particularmente tóxica (O157: H7), E. coli es generalmente relativamente inocuo si se maneja con una higiene razonable.

04 El genoma de E. coli está bien entendido

El genoma de E. coli fue el primero en ser completamente secuenciado (en 1997). Como resultado, E. coli es el microorganismo más estudiado. El conocimiento avanzado de sus mecanismos de expresión de proteínas hace que sea más fácil de usar para experimentos donde la expresión de proteínas extrañas y la selección de recombinantes es esencial.

05 Capacidad de hospedar ADN extraño

La mayoría de las técnicas de clonación de genes se desarrollaron utilizando esta bacteria y aún son más exitosas o efectivas en E. coli que en otros microorganismos. Como resultado, la preparación de células competentes (células que absorberán ADN extraño) no es complicada. Las transformaciones con otros microorganismos a menudo son menos exitosas.

06 E Coli es fácil de cuidar

Debido a que crece tan bien en el intestino humano, a E. coli le resulta fácil crecer donde los humanos pueden trabajar. Por ejemplo:

Es más cómodo para la temperatura corporal. Mientras que 98.6 grados pueden ser un poco cálidos para la mayoría de las personas, es fácil mantener esa temperatura en el laboratorio.
E. coli vive en el intestino humano, lo que significa que no es quisquilloso con su comida. Esencialmente, es feliz de consumir cualquier tipo de comida predigerida.
Puede crecer aeróbicamente y anaeróbicamente. Por lo tanto, puede multiplicarse en el intestino de un ser humano o animal, pero es igualmente feliz en una placa de Petri o matraz.

Cómo E. Coli marca la diferencia

E. Coli es una herramienta increíblemente versátil para ingenieros genéticos; como resultado, ya ha producido una sorprendente gama de medicamentos y tecnologías. Incluso, según Popular Mechanics, se convirtió en el primer prototipo de una biocomputadora: "En un transcriptor de E. coli modificado", desarrollado por investigadores de la Universidad de Stanford en marzo pasado, una cadena de ADN sustituye al alambre y las enzimas para los electrones. Potencialmente, este es un paso hacia la construcción de computadoras en funcionamiento dentro de las células vivas que podrían programarse para controlar la expresión génica en un organismo ". Tal hazaña solo podría lograrse con el uso de un organismo que sea bien entendido, fácil de trabajar y capaz de replicarse rápidamente.