Le transfert d'un gène humain dans une bactérie est un moyen utile de produire davantage de produits protéiques de ce gène. C'est aussi un moyen de créer des formes mutantes d'un gène humain qui peuvent être réintroduites dans des cellules humaines. L'insertion d'ADN humain dans des bactéries est également un moyen de stocker l'intégralité du génome humain dans une « bibliothèque » congelée pour un accès ultérieur.
Un gène contient des informations pour fabriquer une protéine. Certaines protéines sont des molécules vitales chez l'homme. En insérant un gène humain dans une bactérie, les scientifiques peuvent produire de grandes quantités de la protéine codée par le gène. La production d'insuline en est un parfait exemple. Certains patients diabétiques ont besoin d'injections d'insuline pour survivre. L'insuline humaine est produite par l'utilisation de bactéries.
Les bactéries contiennent de petits morceaux circulaires d'ADN appelés plasmides. Les plasmides ont des régions qui peuvent être coupées de telle sorte qu'un gène humain puisse être inséré dans le plasmide. L'ensemble du génome humain - tous les gènes d'un humain - peut être coupé en petits morceaux. Ces morceaux peuvent être insérés dans des plasmides qui sont ensuite insérés dans des bactéries. Chaque cellule bactérienne contient un morceau d'ADN humain et peut être cultivée en une colonie de nombreuses bactéries qui contiennent le même morceau d'ADN. De cette façon, le génome humain peut être stocké dans un congélateur qui ressemble à une bibliothèque. Au lieu de livres, le congélateur contient des fioles de bactéries; chaque flacon contient un morceau du génome humain.
Un autre avantage de l'insertion d'un gène humain dans une bactérie est que vous pouvez muter ce gène à n'importe quel endroit de sa séquence. Vous pouvez même découper des morceaux du gène. Ces mutations ne nuisent pas à la bactérie, qui produit la protéine à partir du gène muté comme elle le ferait pour tout autre gène du plasmide. Cette méthode permet aux scientifiques d'isoler un gène humain, de l'insérer dans un plasmide, de muter le gène dans le plasmide, de placer le gène muté en bactérie, faire croître la population bactérienne, puis obtenir plus de copies du gène muté de la bactérie population. Le grand pool résultant de plasmides contenant le gène muté peut ensuite être remis dans des cellules humaines. C'est une façon d'étudier l'effet d'un gène humain muté artificiellement dans des cellules humaines normales.
Les scientifiques fusionnent souvent des parties de protéines supplémentaires aux gènes humains lorsqu'ils insèrent le gène humain dans des bactéries. Le plasmide qui porte le gène humain peut déjà être modifié pour avoir un gène qui fabrique la protéine fluorescente verte (GFP). La protéine GFP brille en vert néon lorsqu'elle est exposée à la lumière ultraviolette. L'insertion d'un gène humain dans un plasmide permet au scientifique de fusionner le gène humain à la GFP. Lorsque le scientifique extrait les plasmides contenant ce gène de fusion d'un lot de bactéries contenant ce plasmide, le scientifique peut alors placer ces gènes de fusion dans des cellules humaines. De cette façon, le scientifique peut suivre le mouvement de la protéine humaine fusionnée à la GFP lorsqu'elle se déplace dans la cellule.