Pourquoi utilise-t-on des bactéries dans la technologie de l'ADN recombinant?

La technologie de l'ADN recombinant est une méthode permettant de joindre l'ADN de deux espèces et de l'insérer dans un organisme hôte afin de produire de nouvelles combinaisons génétiques. Le procédé de laboratoire utilisé pour produire de l'ADN recombinant est le clonage moléculaire. La PCR réplique le fragment d'ADN souhaité qui est inséré dans un plasmide. Le plasmide recombiné est transformé dans un organisme hôte pour produire un grand nombre de copies du plasmide recombiné. La bactérie est l'organisme hôte utilisé dans la technologie de l'ADN recombinant et son utilisation en tant qu'hôte a plusieurs raisons..

Zones clés couvertes

1. Quelle est la technologie de l'ADN recombinant
     - Définition, étapes du processus
2. Pourquoi utilise-t-on des bactéries dans la technologie de l'ADN recombinant?
     - Raisons de l'utilisation de bactéries en tant qu'organisme hôte

Termes clés: Bactéries, clonage moléculaire, taux de croissance, technologie de l’ADN recombinant, PCR, plasmides, sélection

Quelle est la technologie de l'ADN recombinant

La technologie de l'ADN recombinant est une technique de biologie moléculaire utilisée pour produire des molécules d'ADN recombinant qui possèdent les caractéristiques souhaitées pour un organisme particulier. Le clonage moléculaire est la technique de laboratoire utilisée pour produire un grand nombre de copies d’ADN recombinant couplé à la PCR. Le processus de clonage moléculaire comprend sept étapes, décrites ci-dessous..

1. Choix de l'organisme hôte et du vecteur de clonage - L'organisme hôte est principalement constitué de bactéries. Le choix du vecteur de clonage dépend du choix de l'organisme hôte, de la taille du fragment d'ADN étranger et du niveau d'expression.
2. Préparation d'ADN vecteur - Le vecteur de clonage est digéré avec des enzymes de restriction afin de rendre des extrémités compatibles avec le fragment d’ADN étranger..
3. Préparation de l'ADN à cloner - Le fragment d'ADN souhaité à cloner peut être amplifié par PCR et digéré avec les enzymes de restriction pour générer des extrémités compatibles avec le vecteur de clonage..
4. Création d'ADN recombinant - Le vecteur de clonage digéré et le fragment de PCR sont ligaturés par traitement avec l'ADN ligase.
5. Introduction d'ADN recombinant dans l'organisme hôte - Les molécules d’ADN recombinées sont transformées en bactéries pour obtenir un grand nombre de copies..
6. Sélection d'organismes transformés - un marqueur sélectionnable tel que la résistance aux antibiotiques peut être utilisé pour sélectionner les bactéries transformées dans une culture.
7. Recherche de clones avec l'ADN désiré - Le système de criblage bleu-blanc, la PCR, l'analyse de fragment de restriction, l'hybridation d'acide nucléique, le séquençage de l'ADN et les sondes d'anticorps peuvent être utilisés pour cribler les clones avec le fragment d'ADN souhaité..

Les étapes de la technologie de l’ADN recombinant sont présentées dans Figure 1.

Figure 1: Technologie de recombinaison de l'ADN

Pourquoi utilise-t-on des bactéries dans la technologie de l'ADN recombinant?

Les bactéries deviennent des «usines» qui produisent un grand nombre de copies de l'ADN recombinant. L'utilisation de bactéries en tant qu'hôte dans la technologie de l'ADN recombinant a plusieurs raisons. Elles sont;

1. Les cellules bactériennes sont faciles à cultiver, à entretenir et à manipuler en laboratoire. Les exigences de croissance sont simples chez les bactéries et peuvent être fournies dans une boîte de Pétri. Les conditions de croissance peuvent être facilement fournies dans un incubateur. Ils peuvent également tolérer l'ADN étranger à l'intérieur de la cellule.

2. Ils se multiplient rapidement. Les bactéries étant de petits organismes, elles se développent rapidement que les types de cellules complexes. Leurs taux de division cellulaire sont élevés.

3. Les éléments extrachromosomiques de bactéries connus sous le nom de plasmides peuvent être manipulés et peuvent être utilisés en tant que porteurs d'ADN recombinant dans des cellules. Les plasmides peuvent être isolés de bactéries pour insérer de l'ADN étranger, puis reconvertis en bactéries.

4. Les plasmides recombinants clonés peuvent être facilement isolés à partir de bactéries. L'ADN plasmidique peut être isolé par des processus de laboratoire simples grâce à la lyse de cellules bactériennes.

L’utilisation de bactéries dans la technologie de l’ADN recombinant est montrée dans Figure 2.

Figure 2: Utilisation de bactéries dans la technologie de l’ADN recombinant

E. coli est le type de bactérie largement utilisé pour plusieurs raisons:

• E. coli le génome est bien étudié et relativement simple. Il ne contient que 4 400 gènes. De plus, il reste haploïde tout au long de la vie. Par conséquent, l’ingénierie des protéines est facile avec E. coli en tant que copie de gène unique doit être masqué par mutagenèse dirigée.
• Le taux de croissance de E. coli est haut. Il se réplique rapidement dans les 20 minutes. Par conséquent, il est facile d’obtenir la phase de log (à mi-chemin de la densité maximale).
• Beaucoup E. coli les souches sont sécuritaires à manipuler avec une hygiène raisonnable.
• La préparation de cellules compétentes (les cellules capables d'absorber de l'ADN étranger) et la transformation de molécules recombinantes sont faciles avec E. coli.

Conclusion

La technologie de l'ADN recombinant est utilisée pour introduire les caractéristiques souhaitées aux organismes. Les bactéries sont utilisées comme modèles dans la technologie de l'ADN recombinant pour de nombreuses raisons, telles que la croissance et la manipulation faciles, la division cellulaire rapide, la simplicité, la capacité de sélectionner et de cribler les transformants..

Référence:

1.Griffiths, Anthony JF. «Making ADN recombinant». Une introduction à l’analyse génétique. 7e édition., Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, 1er janvier 1970, disponible ici..
2.Phillips, Theresa. "Les 6 principales raisons d'utiliser E. coli pour le clonage de gènes." The Balance, disponible ici.

Courtoisie d'image:

1. «OSC Microbio 12 01 MolCloning» par CNX OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia
2. «Clonage de gènes» par Kelvinsong - Travail personnel (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia