Was ist ein bakterielles künstliches Chromosom?
Ein bakterielles künstliches Chromosom (BAC) ist eines einer Klasse von Werkzeugen, die als Vektoren bezeichnet werden und die Mikrobiologen Gene in ein Bakterium einfügen - normalerweise e coli . Das Einsetzen von Genen verändert die Eigenschaften des Bakteriums in einem Prozess, der als Transformation bezeichnet wird. Ein Wissenschaftler kann einen Bakterienstamm unter Verwendung eines BAC verändern und dann die veränderten Bakterien mit einem unveränderten Stamm vergleichen, um herauszufinden, welche Rolle die eingefügten Gene in der Zellbiologie spielen. Während alle Vektoren von Wissenschaftlern auf ähnliche Weise verwendet werden, ist der BAC bemerkenswert, dass Wissenschaftler im Laufe der Jahre viel genetischeres Material als konkurrierende Werkzeuge tragen können. Der Großteil davon wird durch Modifizierung von Phagen erzeugt - Viren, die nur Bakterienzellen infizieren - oder Strukturen, die als Plasmide bezeichnet werden. Das bakterielle künstliche Chromosom ist eines von einer Reihe von Vektoren auf Plasmidbasis. Plasmide sind frei schwebende DNA-Ringe, die vieleBakterien enthalten zusätzlich zu ihrer chromosomalen DNA. Sie gelten nicht als separate Lebensform, sondern verhalten sich dennoch so etwas wie ein Organismus in einem Organismus: Sie können unabhängig von den Bakterien reproduzieren, in denen sie "leben".
Plasmide wie das bakterielle künstliche Chromosom werden unter Verwendung eines Prozesss, der als Elektroporation bezeichnet wird, in Bakterien eingeführt. Durch die Elektroporation wird die Zellmembran mit einem elektrischen Stoß gestört, der vorübergehende Öffnungen erzeugt, durch die Moleküle eingeführt werden können. Vorläufer des BAC umfassten modifizierte Plasmide mit exotischen Namen wie Cosmid und Fosmid. Diese oft frustrierten Forschungsversuche, weil sie nur ein paar Zehntausende von DNA -Basenpaaren tragen konnten, genug, um nur sehr kleine Gene einzulegen.
1992 wurde das erste bakterielle künstliche Chromosom von Hiroaki Shizuya, einem Forscher am California Instituteder Technologie durch Modifizierung eines Plasmids namens F-Faktor. F-Faktorplasmide werden von Bakterien auf natürliche Weise verwendet, um DNA in Zeiten von Umweltstress von einer Zelle in eine andere zu übertragen, um die genetische Variabilität und die Überlebenswahrscheinlichkeit zu erhöhen. Im Gegensatz zu seinen Vorgängern könnte der BAC große Gene mit Hunderttausenden von DNA -Basenpaaren oder mehreren Genen gleichzeitig tragen.
Eine Reihe großer BAC -Bibliotheken werden jetzt von Universitäts-, Privatindustrie- und Regierungsgruppen aufrechterhalten. Zusätzlich zu den untersuchten Genen enthalten viele BACs Werkzeuge, die eine einfachere Forschung ermöglichen. Zum Beispiel enthalten einige BACs Gene, die Bakterien blau werden oder sie zum Leuchten bringen, um eine einfachere Identifizierung zu erhalten. Einige enthalten Gene, die den Wirt gegen bestimmte Antikörper resistent machen. Die Kulturen können gereinigt werden, indem sie mit dem fraglichen Antikörper spülen und alle Bakterien abtöten, mit Ausnahme derjenigen, die den BAC tragen.
Da sich Bakterien schnell vermehren, das bakterielle künstliche Chromosom mAY wird auch verwendet, um große Mengen einer bestimmten genetischen Sequenz für die Untersuchung zu klonen. Dies hat eine bessere Untersuchung der Genome von Organismen ermöglicht, die unter Laborbedingungen langsam oder unvorhersehbar wachsen. Die Fähigkeit zum Klon hat die Erforschung der Krankheitsbehandlung beschleunigt, indem wir eine schnellere Identifizierung wirksamer antiviraler und antibakterieller Medikamente ermöglicht. Es hat auch eine effektivere Produktion von Sequenzen ermöglicht, die bei der genetischen Modifikation anderer Organismen für Forschung und Industrie verwendet werden.