Die Übertragung eines menschlichen Gens in Bakterien ist eine nützliche Methode, um mehr aus dem Proteinprodukt dieses Gens herzustellen. Es ist auch eine Möglichkeit, mutierte Formen eines menschlichen Gens zu erzeugen, die wieder in menschliche Zellen eingeführt werden können. Das Einfügen menschlicher DNA in Bakterien ist auch eine Möglichkeit, das gesamte menschliche Genom in einer eingefrorenen "Bibliothek" für den späteren Zugriff zu speichern.
Ein Gen enthält Informationen, um ein Protein herzustellen. Einige Proteine sind beim Menschen lebenserhaltende Moleküle. Durch das Einfügen eines menschlichen Gens in ein Bakterium können Wissenschaftler große Mengen des Proteins herstellen, das von dem Gen kodiert wird. Die Produktion von Insulin ist ein perfektes Beispiel. Manche Diabetespatienten brauchen Insulinspritzen, um zu überleben. Humaninsulin wird durch die Verwendung von Bakterien hergestellt.
Bakterien enthalten kleine kreisförmige DNA-Stücke, die als Plasmide bezeichnet werden. Plasmide haben Regionen, die so geschnitten werden können, dass ein menschliches Gen in das Plasmid eingefügt werden kann. Das gesamte menschliche Genom – alle Gene eines Menschen – kann in kleine Stücke geschnitten werden. Diese Stücke können in Plasmide eingefügt werden, die dann in Bakterien eingefügt werden. Jede Bakterienzelle enthält ein Stück menschlicher DNA und kann zu einer Kolonie vieler Bakterien wachsen, die dasselbe DNA-Stück enthalten. Auf diese Weise kann das menschliche Genom in einem Gefrierschrank aufbewahrt werden, der einer Bibliothek gleicht. Anstelle von Büchern enthält der Gefrierschrank Fläschchen mit Bakterien; Jedes Fläschchen enthält ein Stück des menschlichen Genoms.
Ein weiterer Vorteil des Einfügens eines menschlichen Gens in ein Bakterium besteht darin, dass Sie dieses Gen an jeder Stelle innerhalb seiner Sequenz mutieren können. Sie können sogar Teile des Gens herausschneiden. Diese Mutationen schaden den Bakterien nicht, die das Protein aus dem mutierten Gen herstellen, wie es bei jedem anderen Gen im Plasmid der Fall wäre. Diese Methode ermöglicht es Wissenschaftlern, ein menschliches Gen zu isolieren, es in ein Plasmid einzufügen, das Gen im Plasmid zu mutieren, die mutiertes Gen in Bakterien umwandeln, die Bakterienpopulation wachsen lassen und dann mehr Kopien des mutierten Gens von den Bakterien erhalten Population. Der resultierende große Pool von Plasmiden, die das mutierte Gen enthalten, kann dann in menschliche Zellen zurückgebracht werden. Auf diese Weise kann die Wirkung eines künstlich mutierten menschlichen Gens in normalen menschlichen Zellen untersucht werden.
Wissenschaftler fusionieren oft zusätzliche Proteinteile mit menschlichen Genen, wenn sie das menschliche Gen in Bakterien einfügen. Das Plasmid, das das menschliche Gen trägt, kann bereits so konstruiert werden, dass es ein Gen enthält, das grün fluoreszierendes Protein (GFP) erzeugt. Das GFP-Protein leuchtet neongrün, wenn es ultraviolettem Licht ausgesetzt wird. Das Einfügen eines menschlichen Gens in ein Plasmid ermöglicht es dem Wissenschaftler, das menschliche Gen an GFP zu fusionieren. Wenn der Wissenschaftler die Plasmide, die dieses Fusionsgen enthalten, aus einer Reihe von Bakterien extrahiert, die dieses Plasmid enthalten, kann der Wissenschaftler diese Fusionsgene in menschliche Zellen einbringen. Auf diese Weise kann der Wissenschaftler die Bewegung des mit GFP fusionierten menschlichen Proteins in der Zelle verfolgen.