31.12. Эукариотические гены могут транскрибироваться в бактериальных клетках

Рекомбинантные молекулы ДНК, содержащие бактериальные гены, часто экспрессируются в клетках Е. coli. Например, клонирование триптофанового оперона Е. coli в составе плазмидного вектора ColE1 приводит к образованию больших количеств пяти биосинтетических ферментов, закодированных в этом опероне. Количество этих ферментов примерно в 20 раз выше, чем в обычной клетке Е. coli, так как рекомбинантная плазмида представлена многими копиями. ДНК дрожжей, простого эукариотического организма, также может экспрессироваться в бактериях. В одном исследовании в качестве клетки-хозяина использовали мутант Е. coli, нуждающийся в гистидине, так как он не содержал имидазолглицерол-фосфат-дегидрогеназы. При заражении этого мутанта фагом X, содержащим фрагмент дрожжевой ДНК, появилось несколько бактериальных клонов, которые уже не нуждались в экзогенном гистидине. Вставленный кусок дрожжевой ДНК нес недостающий ген, который экспрессировался с помощью механизмов транскрипции и трансляции бактериальной клетки.

Могут ли гены млекопитающих экспрессироваться в бактериях? Для ответа на этот вопрос в клетки Е. coli ввели ген инсулина крысы (рис. 31.26). Отправной точкой этого

кДНК - комплементарная ДНК, синтезированная обратной транскриптазой на РНК-матрице.

исследования послужила инсулинома - опухоль поджелудочной железы, выделяющая большое количество инсулина. Эта опухоль богата мРНК препроинсулина, предшественника активного гормона (разд. 35.9). С помощью обратной транскрипции этой мРНК была получена двухцепочечная комплементарная ДНК (кДНК), а затем ее включили в плазмидный вектор. Почему именно кДНК, а не геномную ДНК ввели в Е. соli Как мы уже говорили, многие эукариотические гены содержат вставочные последовательности, которые вырезаются из первичных транскриптов (разд. 29.16). Поскольку бактерии, по всей вероятности, не способны удалять эти последовательности, представляется желательным трансформировать их участком ДНК, комплементарным зрелой мРНК. Действительно, оказалось, что несколько бактериальных клонов, трансформированных инсулиновой кДНК, синтезируют небольшое количество предшественника инсулина (около 100 копий на клетку). Недавно был получен еще один важный результат: последовательность ДНК, кодирующая овальбумин куриного яйца, экспрессируется в клетках Е. coli. Около 1,5% белка, синтезированного в таких трансформированных бактериях, представляет собой полные молекулы овальбумина (масса Очевидно, гены эукариотических белков могут экспрессироваться в бактериях.