Người ta xử lý gen vi sinh vật bằng cách nào?
Giả sử người ta muốn đưa một vi khuẩn vào một gen nào đó nằm trên một đoạn ADN để vi khuẩn này sản xuất loại protein được mã hóa bởi gen đó. Theo thuật ngữ thích hợp của kỹ thuật di truyền thì đây là nhân dòng (hoặc nhân bản) gen và làm protein biểu hiện. Trước tiên, đoạn này phải kết hợp với một thành phần ADN khác giúp ''giới thiệu'' nó với vi khuẩn, như thể nó là chất liệu di truyền của chính vi khuẩn này. Loại thành phần này là một vật truyền (veetơ) nhân bản. Người ta hay sử dụng vật truyền là plasmid, một phân tử ADN nhỏ dạng vòng thường có ở nhiều loại vi khuẩn một cách tự nhiên. Những plasmid này đủ độc lập để tồn tại trong tế bào vi khuẩn từ đời này sang đời khác. Trong các thí nghiệm kỹ thuật di truyền, người ta đã cải tiến và tối ưu hóa một số plasmid bằng cách thêm vào những thành phần cần thiết để xử lý chúng. Đó là những vị trí giới hạn, các trình tự được đặt đúng vị trí đế làm biểu hiện protein, hoặc các gen đặc biệt được gọi là dấu chuẩn chọn lọc. Ví dụ, những dấu chuẩn này giúp cho các vi khuẩn mang plasmid có thể đề kháng với một chất kháng sinh hoặc tạo ra một sắc tố xanh rất đặc trưng dễ nhận dạng.
Ta thử chọn một plasmid như thế và cắt nó bằng một enzym giới hạn. Nếu nó chỉ chứa một bản sao về vị trí giới hạn, thì plasmid chỉ bị cắt một lần và duỗi thẳng, giống như ta cắt dây chun chì bằng một nhát kéo. Khi dùng một enzym gắn thì mỗi đầu đoạn mà ta sử dụng có thể được hàn gắn với mỗi đầu của plasmid. Vì vậy plasmid này lại trở về dạng vòng sau khi đã kết hợp với đoạn lạ. Vấn đề còn lại 1à giải quyết việc xây dựng bên trong vi khuẩn. Giai đoạn này được gọi là ''biến nạp''. Giải pháp ưu tiên là xử lý hóa học màng tế bào để nó có tính thấm. Giải pháp thứ hai là cho vi khuẩn chịu một điện thế hàng nghìn von trong vài phần nghìn giây để tạo ra các lỗ thủng ở màng giúp ADN có thể đi qua. Kỹ thuật này được gọi là đục lỗ điện, thường gọi tắt là điện lỗ. Sau đó, những tế bào làm biến nạp như vậy được cấy trong các hộp Petri ở môi trong sinh trưởng đã chọn để làm rõ các dấu chuẩn ở plasmid. Khi ấy chỉ cần chọn các khuẩn lạc tương ứng với những đặc điểm nghiên cứu.
Về nguyên lý, phương pháp tiến hành tưởng chừng tương đối đơn giản, nhưng thực tế thí nghiệm thường phức tạp hơn. Vị trí của đoạn được đặt vào plasmid phải tôn trọng chủ yếu các quy tắc rất chính xác để vi khuẩn tái tổ hợp sản xuất được protein. Hiện nay, các vật truyền sẵn có về mặt thương mại đã giúp dễ thực hiện việc xây dựng, sản xuất và làm tinh sạch protein.
