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Un gen contiene el modelo de una proteína. Al insertar un gen humano en una bacteria, los científicos pueden aprovechar el metabolismo bacteriano para sintetizar cantidades masivas de la proteína codificada. La insulina, esencial para los pacientes con diabetes, es un excelente ejemplo:la insulina humana recombinante se produce en cultivos bacterianos diseñados, lo que proporciona un suministro seguro y eficiente para uso terapéutico.
Las bacterias transportan plásmidos (pequeñas moléculas circulares de ADN) capaces de aceptar fragmentos de ADN extraños. El genoma humano puede fragmentarse e insertarse en plásmidos, cada uno de los cuales luego se clona en células bacterianas. Cada colonia produce millones de bacterias idénticas que contienen un segmento genómico específico, creando una "biblioteca" criogénica donde cada vial almacena una parte definida de ADN humano.
Dado que el crecimiento bacteriano no se ve afectado por las mutaciones en el gen insertado, los investigadores pueden introducir cambios precisos (mutaciones puntuales, deleciones o inserciones) en el plásmido. El gen mutante resultante se expresa en bacterias, lo que permite una rápida amplificación de una biblioteca diversa de variantes. Estos genes mutados pueden reintroducirse posteriormente en células humanas para evaluar las consecuencias funcionales.
Se pueden diseñar plásmidos para coexpresar un indicador como la proteína verde fluorescente (GFP). Al fusionar la proteína humana de interés con GFP, los científicos obtienen una construcción marcada con fluorescencia. Después de la producción en bacterias y el aislamiento de plásmidos, el gen de fusión se administra a células humanas, lo que permite la visualización en tiempo real de la localización y dinámica de las proteínas bajo un microscopio de fluorescencia.
