Što je higromicin B?

Higromicin B je antibiotik koji se koristi u rekombinantnom kloniranju za odabir stanica koje su transformirane željenom sekvencom DNA. Djeluje tako da ubija netransformirane, osjetljive stanice inhibirajući sintezu proteina. Ovaj spoj se može koristiti u bakterijskim, gljivičnim, biljnim i staničnim kulturama sisavaca. Proizveden od aktinomiceta Streptomyces hygroscopicus koji živi u tlu, higromicin B se također dodaje sirovinama za kokoši i svinje kako bi ih spriječili paraziti kao što su crvi.

Aktinomicete su vrsta bakterija koje su uobičajeni stanovnici tla. Oni proizvode razne prirodne proizvode koji su toksični za druge organizme kako bi im pomogli da se natječu i prežive u tlu. Iz tih je organizama izolirano mnogo različitih vrsta antibiotika, uključujući streptomicin i aktinomicin. Higromicin B otkriven je 1953. Iako je toksičan za ljude, njegova prva upotreba bila je povećanje prehrane peradi i svinja kako bi se spriječila zaraza crvima.

Higromicin B je primjer klase aminoglikozidnih antibiotika. Sastoji se od šećera koji na sebi imaju amino skupine. Utvrđeno je da nekoliko različitih vrsta bakterija ima otpornost na ovaj antibiotik. Ova rezistencija se aktivira prijenosom fosfatne skupine na hidroksil-OH-skupinu na molekuli antibiotika. Protein koji provodi ovu reakciju poznat je kao higromicin B fosfotransferaza (Hph).

Mehanizam djelovanja higromicina B je da inhibira sintezu proteina utječući na translaciju glasničke RNA (mRNA). Proteini se sastoje od dugih lanaca aminokiselina. Obično se ribosomi kreću duž lanca mRNA i stvaraju aminokiselinu prema skupini od tri baze mRNA poznate kao kodon. Kada je antibiotik prisutan, ribosomi ne čitaju ispravno kodon i pogrešno se prevode. Općenito, to rezultira prekidom sinteze proteina.

Pojavom tehnologije rekombinantne DNA, znanstvenici su uspjeli klonirati Hph gene iz nekoliko različitih vrsta bakterija. Jedna vrsta gena pronađena je u aktinomicetu koji čini antibiotik, a druga je pronađena u gram negativnim bakterijama Escherichia coli (E. coli) i Klebsiella pneumoniae. Budući da se E. coli tako često manipulira u genetskom inženjeringu, njezin je gen onaj koji se najčešće koristi u eksperimentima. Način djelovanja ovog antibiotika je drugačiji od mnogih drugih, što mu omogućuje da se često koristi u kombinaciji s dodatnom vrstom antibiotika.

Ovaj gen otpornosti na higromicin B naširoko se koristi kao selektivni marker tijekom eksperimenata kloniranja. Stoga se koristi na rekombinantnom plazmidu koji također sadrži gen koji znanstvenici žele uvesti u organizam kao što je gljiva ili biljna stanična linija. Samo nekoliko stanica u velikoj mješavini stanica općenito će imati željeni plazmid. Kada se u staničnu smjesu doda antibiotik, on će ubiti osjetljive stanice koje nisu preuzele rekombinantni plazmid. Ova selekcija higromicina B osigurava da će preostale stanice i dalje sadržavati gen od interesa.