* Codici genetici diversi: Batteri e mammiferi usano codici genetici leggermente diversi. Mentre la maggior parte dei codoni (sequenze a tre nucleotidi che codificano per gli aminoacidi) sono uguali, alcuni hanno significati diversi nei sistemi batterici e di mammifero. Ciò può portare a incorporazione errata degli aminoacidi durante la traduzione.
* Elaborazione dell'mRNA: L'mRNA eucariotico (mammifero) subisce diverse fasi di elaborazione prima della traduzione, tra cui tappatura, giunzione e poliadenilazione. Queste modifiche sono cruciali per la corretta traduzione e la stabilità dell'mRNA. I batteri mancano degli enzimi e dei meccanismi per eseguire questi passaggi di elaborazione.
* Regolazione trascrizionale: I promotori e gli elementi regolatori che controllano l'espressione genica nei mammiferi sono spesso diversi da quelli nei batteri. Un gene dei mammiferi potrebbe non essere riconosciuto o trascritto in modo efficiente dall'RNA polimerasi batterica.
* Folding proteico: Anche se una proteina di mammifero viene tradotta con successo, l'ambiente cellulare batterico potrebbe non avere le proteine di chaperone necessarie per piegare correttamente la proteina nella sua conformazione funzionale.
Soluzioni:
Per superare queste sfide, i ricercatori utilizzano varie strategie:
* Ottimizzazione genica: Modifica la sequenza genica dei mammiferi per utilizzare le preferenze del codone batterico e rimuovere gli introni (regioni non codificanti) che i batteri non possono esplodere.
* Vettori di espressione: Utilizzare vettori che contengono promotori batterici e altri elementi necessari per una trascrizione e una traduzione efficienti.
* Sistemi di espressione eucariotica: Utilizzare le cellule eucariotiche (ad es. Lievito, cellule di insetti o cellule di mammifero) che sono meglio equipaggiate per elaborare ed esprimere geni di mammifero.
In sintesi, sebbene teoricamente è possibile inserire un gene mammifero in un cromosoma batterico, le differenze nei macchinari cellulari e nella regolazione genica spesso rendono difficile ottenere espressione funzionale. L'ottimizzazione genica e l'uso di sistemi di espressione specializzati sono essenziali per l'espressione di successo dei geni dei mammiferi nei batteri.
