Hvad er et bakterielt kunstigt kromosom?
Et bakterielt kunstigt kromosom (BAC) er en af en klasse af værktøjer, kaldet vektorer, som mikrobiologer bruger til at indsætte gener i en bakterie - normalt e coli . Indsættelse af gener ændrer bakteriens egenskaber i en proces kaldet transformation. En videnskabsmand kan ændre en stamme af bakterier ved hjælp af en BAC og derefter sammenligne de ændrede bakterier med en uændret stamme for at finde ud af, hvilken rolle de indsatte gener spiller i cellebiologi. Mens alle vektorer bruges af forskere på en lignende måde, er BAC bemærkelsesværdig for at være i stand til at bære meget mere genetisk materiale end konkurrerende værktøjer.
I årenes løb har forskere udviklet en række forskellige slags vektorer til at ændre den genetiske sammensætning af bakterier. Hovedparten af disse er skabt ved at modificere fager - vira, der kun inficerer bakterieceller - eller strukturer kaldet plasmider. Det bakterielle kunstige kromosom er en af et antal plasmidbaserede vektorer. Plasmider er fritflydende ringe af DNA, som mangeBakterier indeholder ud over deres kromosomale DNA. De betragtes ikke som en separat livsform, men opfører sig ikke desto mindre noget som en organisme inden for en organisme: De kan gengive sig uafhængigt af de bakterier, hvor de "lever."
Plasmider som det bakterielle kunstige kromosom indsættes i bakterier ved hjælp af en proces kaldet elektroporering. Elektroporering involverer at forstyrre cellemembranen med et elektrisk stød, der skaber midlertidige åbninger, gennem hvilke molekyler kan indsættes. Formandere til BAC inkluderede modificerede plasmider med så eksotiske navne som kosmidet og fosmidet. Disse ofte frustrerede forsøg på forskning, fordi de kun kunne bære et par titusinder af DNA -basispar, nok til kun at indsætte meget små gener.
I 1992 blev den første bakterielle kunstige kromosom skabt af Hiroaki Shizuya, en forsker ved California Instituteaf teknologi ved at ændre et plasmid kaldet en F-faktor. F-faktorplasmider bruges naturligt af bakterier til at overføre DNA fra en celle til en anden i perioder med miljømæssig stress for at øge genetisk variation og sandsynligheden for overlevelse. I modsætning til sine forgængere kunne BAC bære store gener med hundreder af tusinder af DNA -basispar eller flere gener på én gang.
Et antal store BAC -biblioteker opretholdes nu af universitets-, privat industri og regeringsgrupper. Ud over de undersøgte gener indeholder mange BAC'er værktøjer, der giver mulighed for lettere forskning. For eksempel indeholder nogle BAC'er gener, der bliver bakterier blå eller får dem til at gløde for lettere identifikation. Nogle indeholder gener, der gør værten resistent over for visse antistoffer. Kulturerne kan renses ved at skylle dem med det pågældende antistof og dræbe alle bakterier undtagen dem, der bærer BAC.
Da bakterier gengiver hurtigt, den bakterielle kunstige kromosom mAY bruges også til at klone store mængder af en bestemt genetisk sekvens til undersøgelse. Dette har muliggjort bedre undersøgelse af genomerne af organismer, der vokser langsomt eller uforudsigeligt under laboratorieforhold. Evnen til at klone har øget sygdomsbehandlingsundersøgelser ved at muliggøre hurtigere identifikation af effektiv antiviral og antibakterielle medicin. Det har også muliggjort mere effektiv produktion af sekvenser, der er anvendt i den genetiske modifikation af andre organismer, til forskning og industri.