Bacteriën kunnen menselijke genen tot expressie brengen, maar het is niet zo eenvoudig als het alleen maar een menselijk gen in een bacteriële cel ploffen en verwachten dat het perfect werkt. Dit is waarom:

1. Verschillen in genetische code:

* Codongebruik: Hoewel de genetische code grotendeels universeel is, worden sommige codons (drie-base sequenties die coderen voor aminozuren) vaker gebruikt bij mensen dan in bacteriën. Dit betekent dat een menselijk gen mogelijk niet efficiënt wordt vertaald door bacteriële ribosomen vanwege deze bias.

* Start en stop codons: De start- en stopcodons die het begin en het einde van een eiwit signaleren, kunnen ook verschillen tussen mensen en bacteriën.

2. Post-translationele wijzigingen:

* eiwitten ondergaan vaak modificaties nadat ze zijn gemaakt (vertaling), zoals het toevoegen van suikermoleculen (glycosylatie). Bacteriën missen vaak de machines om deze complexe wijzigingen uit te voeren die nodig zijn voor menselijke eiwitten om correct te functioneren.

3. Cellulaire omgeving:

* eiwitten moeten goed in hun driedimensionale vorm worden gevouwen om te functioneren. De cellulaire omgeving van bacteriën is heel anders dan menselijke cellen, die eiwitvouwen en stabiliteit kunnen beïnvloeden.

* menselijke eiwitten kunnen interageren met andere menselijke eiwitten of cellulaire structuren die niet aanwezig zijn in bacteriën.

4. Genregulatie:

* Hoe genen worden ingeschakeld en uitgeschakeld (genregulatie) is ook verschillend tussen mensen en bacteriën. Menselijke genen zijn mogelijk niet correct gereguleerd in een bacteriële cel.

Ondanks deze uitdagingen kunnen bacteriën om verschillende redenen worden gebruikt om menselijke genen tot expressie te brengen:

* Productie van menselijke eiwitten: Bacteriën worden vaak gebruikt om grote hoeveelheden menselijke eiwitten te produceren voor medische en onderzoeksdoeleinden, zoals insuline voor diabetesbehandeling. Dit is mogelijk door de gen- en cellulaire omgeving te wijzigen om de hierboven genoemde uitdagingen te overwinnen.

* Gentherapieonderzoek: Bacteriën kunnen worden gebruikt als hulpmiddel voor het bestuderen en testen van gentherapieën, waardoor een modelsysteem wordt geboden om te begrijpen hoe menselijke genen zich gedragen en in een cel interageren.

Daarom is het mogelijk dat bacteriën menselijke genen tot expressie brengen, maar het vereist significante engineering en optimalisatie om de inherente verschillen tussen menselijke en bacteriecellen te overwinnen.