Τι είναι ένα βακτηριακό τεχνητό χρωμόσωμα;

Ένα βακτηριακό τεχνητό χρωμόσωμα (BAC) είναι ένα από μια κατηγορία εργαλείων, που ονομάζονται φορείς, που χρησιμοποιούν οι μικροβιολόγοι για να εισάγουν γονίδια σε ένα βακτήριο mdash;Συνήθως e coli .Η τοποθέτηση γονιδίων μεταβάλλει τις ιδιότητες του βακτηρίου σε μια διαδικασία που ονομάζεται μετασχηματισμός.Ένας επιστήμονας μπορεί να μεταβάλει ένα στέλεχος βακτηρίων χρησιμοποιώντας ένα BAC και στη συνέχεια να συγκρίνει τα αλλοιωμένα βακτήρια με ένα αμετάβλητο στέλεχος για να ανακαλύψει ποιος είναι ο ρόλος που παίζουν τα εισαγόμενα γονίδια στην κυτταρική βιολογία.Ενώ όλοι οι φορείς χρησιμοποιούνται από τους επιστήμονες με παρόμοιο τρόπο, το BAC είναι αξιοσημείωτο ότι είναι σε θέση να μεταφέρει πολύ πιο γενετικό υλικό από τα ανταγωνιστικά εργαλεία.βακτηρίων.Το μεγαλύτερο μέρος αυτών δημιουργείται με την τροποποίηση των φάγων mdash;ιοί που μολύνουν μόνο βακτηριακά κύτταρα mDash;ή δομές που ονομάζονται πλασμίδια.Το βακτηριακό τεχνητό χρωμόσωμα είναι ένας από έναν αριθμό φορέων με βάση το πλασμίδιο.Τα πλασμίδια είναι δακτύλιοι ελεύθερων κυματισμών του DNA που περιέχουν πολλά βακτήρια εκτός από το χρωμοσωμικό DNA τους.Δεν θεωρούνται ξεχωριστή μορφή ζωής, αλλά παρόλα αυτά συμπεριφέρονται κάτι σαν έναν οργανισμό μέσα σε έναν οργανισμό: μπορούν να αναπαράγουν ανεξάρτητα από τα βακτήρια στα οποία ζουν. Τα πλασμίδια όπως το βακτηριακό τεχνητό χρωμόσωμα εισάγονται σε βακτήρια χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που ονομάζεται ηλεκτροδιάτρηση.Η ηλεκτροδιάτρηση περιλαμβάνει τη διαταραχή της κυτταρικής μεμβράνης με ηλεκτρικό σοκ, το οποίο δημιουργεί προσωρινά ανοίγματα μέσω των οποίων μπορούν να εισαχθούν μόρια.Οι πρόδρομοι στο BAC περιλάμβαναν τροποποιημένα πλασμίδια με τέτοια εξωτικά ονόματα όπως το Cosmid και το Fosmid.Αυτές συχνά απογοητευμένες προσπάθειες έρευνας επειδή θα μπορούσαν να μεταφέρουν μόνο λίγες δεκάδες χιλιάδες ζεύγη βάσεων DNA, αρκετά για να εισαγάγουν μόνο πολύ μικρά γονίδια.

Το 1992 το πρώτο βακτηριακό τεχνητό χρωμόσωμα δημιουργήθηκε από τον Hiroaki Shizuya, ερευνητή στο Ινστιτούτο της Καλιφόρνιατης τεχνολογίας, τροποποιώντας ένα πλασμίδιο που ονομάζεται F-Factor.Τα πλασμίδια F-παράγοντα F χρησιμοποιούνται φυσικά από βακτήρια για τη μεταφορά του DNA από το ένα κύτταρο σε άλλο κατά τη διάρκεια περιβαλλοντικών στρες, προκειμένου να αυξηθεί η γενετική μεταβλητότητα και η πιθανότητα επιβίωσης.Σε αντίθεση με τους προκατόχους του, το BAC θα μπορούσε να μεταφέρει μεγάλα γονίδια με εκατοντάδες χιλιάδες ζεύγη βάσεων DNA ή σε πολλά γονίδια ταυτόχρονα.Εκτός από τα υπό έρευνα γονιδίων, πολλά BACs περιέχουν εργαλεία που επιτρέπουν ευκολότερη έρευνα.Για παράδειγμα, ορισμένα BACs περιέχουν γονίδια που μετατρέπουν το μπλε βακτηρίων ή τα κάνουν να λάμπουν, για ευκολότερη ταυτοποίηση.Ορισμένα περιέχουν γονίδια που καθιστούν τον ξενιστή ανθεκτικό σε ορισμένα αντισώματα.Οι καλλιέργειες μπορούν να καθαριστούν με την έκπλυση τους με το εν λόγω αντίσωμα, σκοτώνοντας όλα τα βακτηρίδια εκτός από εκείνα που φέρουν το BAC

Δεδομένου ότι τα βακτήρια αναπαράγονται ταχέως, το βακτηριακό τεχνητό χρωμόσωμα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να κλωνοποιήσει μεγάλες ποσότητες συγκεκριμένης γενετικής αλληλουχίας γιαμελέτη.Αυτό επέτρεψε την καλύτερη μελέτη των γονιδιωμάτων των οργανισμών που αναπτύσσονται αργά ή απρόβλεπτα σε εργαστηριακές συνθήκες.Η ικανότητα κλώνου έχει επιταχύνει την έρευνα για τη θεραπεία της νόσου επιτρέποντας την ταχύτερη ταυτοποίηση αποτελεσματικών αντιιικών και αντιβακτηριακών φαρμάκων.Έχει επίσης επιτρέψει την αποτελεσματικότερη παραγωγή αλληλουχιών που χρησιμοποιούνται στη γενετική τροποποίηση άλλων οργανισμών, για έρευνα και βιομηχανία.