Il trasferimento di un gene umano in batteri è un modo utile per produrre più proteine di quel gene. È anche un modo per creare forme mutanti di un gene umano che possono essere reintrodotte nelle cellule umane. L'inserimento del DNA umano nei batteri è anche un modo per conservare l'intero genoma umano in una "biblioteca" congelata per un successivo accesso.
Un gene contiene informazioni per produrre una proteina. Alcune proteine sono molecole che sostengono la vita negli esseri umani. Inserendo un gene umano in un batterio, gli scienziati possono produrre grandi quantità della proteina codificata dal gene. La produzione di insulina ne è un perfetto esempio. Alcuni pazienti diabetici hanno bisogno di iniezioni di insulina per sopravvivere. L'insulina umana è prodotta attraverso l'uso di batteri.
I batteri contengono piccoli pezzi circolari di DNA chiamati plasmidi. I plasmidi hanno regioni che possono essere tagliate in modo tale che un gene umano possa essere inserito nel plasmide. L'intero genoma umano, tutti i geni di un essere umano, può essere tagliato in piccoli pezzi. Questi pezzi possono essere inseriti in plasmidi che vengono poi inseriti nei batteri. Ogni cellula batterica contiene un pezzo di DNA umano e può essere coltivata in una colonia di molti batteri che contengono lo stesso pezzo di DNA. In questo modo il genoma umano può essere conservato in un congelatore che è come una libreria. Invece di libri, il congelatore contiene fiale di batteri; ogni fiala contiene un pezzo del genoma umano.
Un altro vantaggio dell'inserimento di un gene umano in un batterio è che è possibile mutare quel gene in qualsiasi punto della sua sequenza. Puoi persino tagliare pezzi del gene. Queste mutazioni non danneggiano i batteri, che producono la proteina dal gene mutato come farebbe per qualsiasi altro gene nel plasmide. Questo metodo consente agli scienziati di isolare un gene umano, inserirlo in un plasmide, mutare il gene nel plasmide, posizionare il gene mutato in batteri, far crescere la popolazione batterica, quindi ottenere più copie del gene mutato dal batterio popolazione. L'ampio pool risultante di plasmidi contenenti il gene mutato può quindi essere reinserito nelle cellule umane. Questo è un modo per studiare l'effetto di un gene umano artificialmente mutato in cellule umane normali.
Gli scienziati spesso fondono parti proteiche extra ai geni umani quando inseriscono il gene umano nei batteri. Il plasmide che trasporta il gene umano può già essere progettato per avere un gene che produce la proteina fluorescente verde (GFP). La proteina GFP si illumina di verde neon quando esposta alla luce ultravioletta. L'inserimento di un gene umano in un plasmide consente allo scienziato di fondere il gene umano con la GFP. Quando lo scienziato estrae i plasmidi che contengono questo gene di fusione da un lotto di batteri che hanno questo plasmide, lo scienziato può quindi posizionare questi geni di fusione nelle cellule umane. In questo modo lo scienziato può seguire il movimento della proteina umana che si fonde con la GFP mentre si muove nella cellula.