تولید رده نوترکیب و ترانسفورماسیون باکتری

میکروبیولوژی صنعتی سنتی با زیست شناسی مولکولی ادغام شد تا فرآیندهای نوترکیب بهبود یافته را برای تولید صنعتی متابولیت های اولیه و ثانویه، بیودارویی پروتئین و آنزیم های صنعتی به دست آورد.فناوری DNA نوترکیب از طریق کشف و بکارگیری آنزیم‌های محدودکننده امکان‌پذیر شد.

نوترکیبی در میکروارگانیسم ها از طریق سه فرآیند انجام می شود: کونژوگاسیون، انتقال و ترانسفورماسیون.

ترانسفورماسیون شامل جذب و بیان DNA توسط سلول های شایسته است. شایستگی به طور طبیعی رخ می دهد، اما می تواند با تغییرات در محیط فیزیکی و شیمیایی نیز ایجاد شود. در آزمایشگاه، می توان آن را با درمان کلرید کلسیم سرد، پروتوپلاست، الکتروپوراسیون و شوک حرارتی القا کرد.

میکروارگانیسم‌های پروکاریوتی به دو حوزه Archea و Bacteria تقسیم می‌شوند که دومی به باکتری‌های گرم منفی با دو پوشش لیپیدی و دیواره سلولی نازک مانند سالمونلا و باکتری‌های گرم مثبت با یک پوشش لیپیدی و دیواره سلولی ضخیم مانند استرپتومایسس تقسیم می شوند. روش‌های ترانسفورماسیون کارآمد برای طیف وسیعی از باکتری‌های گرم منفی، باکتری‌های گرم مثبت و گونه‌های مختلف مخمر توسعه داده شد، و آنها را میزبانی مناسب برای انتخاب پلاسمیدهای نوترکیب تولید شده در شرایط آزمایشگاهی کرد. با این حال، دانش ژنتیک E. coli و در دسترس بودن سویه های E. coli جهش یافته، E. coli را به جهانی ترین میزبان شبیه سازی شده تبدیل کرده است.

پروتئین های نوترکیب به طور گسترده در صنایع بیودارویی، بیوشیمیایی و کشاورزی استفاده می شوند. اشریشیا کلی یکی از سیستم های سلولی است که اغلب برای تولید پروتئین های نوترکیب مورد استفاده قرار می گیرد زیرا مزایای مختلفی نسبت به همتایان یوکاریوتی خود دارد.

فناوری DNA نوترکیب تولید انبوه این پروتئین‌های ارزشمند از جمله انسولین انسانی، اینترفرون، هورمون‌های رشد، آنتی‌بادی‌ها و آنزیم‌های مختلف را امکان‌پذیر کرده است. ساکارومایسس سرویزیه یک کارخانه سلول میکروبی عالی برای تولید پروتئین‌های نوترکیب ارزشمند است

اگرچه سیستم‌های میزبان مختلفی برای تولید پروتئین‌های نوترکیب در دسترس هستند، میزبان‌های میکروبی مزایای متعددی نسبت به سایر سیستم‌ها دارند، زیرا تولید سریع، ارزان و اقتصادی است.

با پیشرفت‌های اخیر در زیست‌شناسی مولکولی، اکنون می‌توان برای ایجاد توالی های DNA، مواد ژنتیکی از ارگانیسم‌های متعدد را با هم مخلوط کرد (کلونینگ مولکولی)