E. coli là vi khuẩn Gram âm, hình que, dài khoảng 2 μm, đường kính khoảng 0,25-1 μm. E. coli hiếu khí, kị khí tùy tiện, thường gặp trong đường ruột, phát triển dễ
K16 – Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật 24
dàng trong các môi trường nuôi cấy thông thường, nhiệt độ tối ưu là 37oC. E. coli có 1 nhiễm sắc thể nằm trong thể nhân, là một chuỗi DNA trần với khoảng 4.106
căp base.
E. colicó quá trình biểu hiện gen gồm quá trình phiên mã, dịch mã xảy ra đồng thời. Sau khi mARN tổng hợp được sẽ sử dụng ngay để dịch mã mà không quá trình sửa đổi sau phiên mã vì E. coli không có các intron. Do sự đơn giản và tiện lợi đó mà
E. coli là loại tế bào biểu hiện gen rộng rãi nhất hiện nay thông qua quá trình sử dụng các plasmid đặc thù cho các loại sản phẩm (protein ngoại lai) mà ta cần quan tâm. Đặc điểm các loại protein được biểu hiện ở E. coli là: Không quá lớn (< 500 amino acid) và không quá nhỏ (>80 amino acid), không quá kị nước; Không chứa quá nhiều gốc disulfur do môi trường bên trong tế bào E. colicó tính khử cao; Các đoạn protein hay peptid nhỏ không bền vững trong tế bào, nên nếu muốn biểu hiện tốt nên gắn vào đoạn protein khác.
E. coli được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực biểu hiện gen do có nhiều ưu điểm: Dễ nuôi; môi trường nuôi cấy, thiết bị, dụng cụ đơn giản, rẻ tiền - góp phần hạ giá thành sản phẩm. Trong ứng dụng là dòng E. coli đã được xử lý nên dễ dàng tiếp nhận plasmid tái tổ hợp cũng như quá trình nhân lên và biểu hiện của đoạn gen đó. E. coli
dễ dàng biểu hiện rất nhiều gen có nguồn gốc cả Prokaryota và Eukaryota. E. coli có một số promoter mạnh, có khả năng biểu hiện tốt. E. coli có tốc độ sinh trưởng và phát triển nhanh, khả năng biểu hiện gen tái tổ hợp mạnh, chỉ sau 8 giờ nuôi cấy trong điều kiện thích hợp đã có sản phẩm protein tái tổ hợp. Khả năng tạo sản phẩm cao từ 50 mg/l đến 500 mg/l. Cấu trúc bộ gen của E. coli và đặc điểm di truyền đã được nghiên cứu khá đầy đủ tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình nghiên cứu và sản xuất khi sử dụng E. coli. Dòng tế bào E. coli được sử dụng trong sản xuất tương đối an toàn, không có hoạt tính gây bệnh, ít gây hại ở người và động vật.