Hvorfor kan bakterier udtrykke humane gener?

Bakterier kan udtrykke menneskelige gener, men det er ikke så simpelt som bare at plukke et humant gen i en bakteriecelle og forvente, at det fungerer perfekt. Her er hvorfor:

1. Forskelle i genetisk kode:

* Kodonforbrug: Mens den genetiske kode i vid udstrækning er universel, bruges nogle kodoner (tre-base-sekvenser, som kode for aminosyrer) oftere hos mennesker end i bakterier. Dette betyder, at et humant gen muligvis ikke oversættes effektivt af bakterielle ribosomer på grund af denne bias.

* Start og stopkodoner: Start- og stopkodoner, der signaliserer begyndelsen og slutningen af et protein, kan også variere mellem mennesker og bakterier.

2. Post-translationelle ændringer:

* Proteiner gennemgår ofte ændringer, efter at de er foretaget (oversættelse), som tilsætning af sukkermolekyler (glycosylering). Bakterier mangler ofte maskinerne til at udføre disse komplekse modifikationer, der er nødvendige for, at humane proteiner kan fungere korrekt.

3. Cellulært miljø:

* Proteiner skal foldes ordentligt ind i deres tredimensionelle form for at fungere. Det cellulære miljø af bakterier er meget forskelligt fra humane celler, hvilket kan påvirke proteinfoldning og stabilitet.

* humane proteiner kan interagere med andre humane proteiner eller cellulære strukturer, der ikke er til stede i bakterier.

4. Genregulering:

* Hvordan gener tændes og slukkes (genregulering) er også forskellig mellem mennesker og bakterier. Humane gener reguleres muligvis ikke korrekt i en bakteriecelle.

På trods af disse udfordringer kan bakterier bruges til at udtrykke menneskelige gener af forskellige grunde:

* Produktion af humane proteiner: Bakterier bruges ofte til at producere store mængder humane proteiner til medicinske og forskningsformål, såsom insulin til diabetesbehandling. Dette er muligt ved at modificere genet og det cellulære miljø for at overvinde de udfordringer, der er nævnt ovenfor.

* genterapiforskning: Bakterier kan bruges som et værktøj til at studere og teste genterapier, tilvejebringe et modelsystem til at forstå, hvordan menneskelige gener opfører sig og interagerer i en celle.

Derfor er det muligt for bakterier at udtrykke humane gener, men det kræver betydelig teknik og optimering for at overvinde de iboende forskelle mellem humane og bakterieceller.