O que é um cromossomo artificial bacteriano?
Um cromossomo artificial bacteriano (BAC) é um de uma classe de ferramentas, chamadas vetores, que os microbiologistas usam para inserir genes em uma bactéria - geralmente e coli . A inserção de genes altera as propriedades da bactéria em um processo chamado transformação. Um cientista pode alterar uma tensão de bactérias usando um BAC e comparar as bactérias alteradas a uma tensão inalterada para descobrir qual o papel que os genes inseridos desempenham na biologia celular. Embora todos os vetores sejam usados pelos cientistas de maneira semelhante, o BAC é digno de nota por poder transportar muito mais material genético do que as ferramentas concorrentes.
Ao longo dos anos, os cientistas desenvolveram vários tipos diferentes de vetores para modificar a composição genética de bactérias. A maior parte destes é criada modificando fagos - vírus que infectam apenas células bacterianas - ou estruturas chamadas plasmídeos. O cromossomo artificial bacteriano é um dos vários vetores baseados em plasmídeos. Plasmídeos são anéis de flutuação livre de DNA que muitosAs bactérias contêm além do seu DNA cromossômico. Eles não são considerados uma forma de vida separada, mas, no entanto, se comportam algo como um organismo dentro de um organismo: eles podem reproduzir independentemente das bactérias em que "vivem".
plasmídeos como o cromossomo artificial bacteriano são inseridos em bactérias usando um processo chamado eletroporação. A eletroporação envolve perturbar a membrana celular com um choque elétrico, que cria aberturas temporárias através das quais as moléculas podem ser inseridas. Os precursores do BAC incluíram plasmídeos modificados com nomes exóticos como o cosmídeo e o fosmid. Essas tentativas muitas vezes frustradas de pesquisa porque poderiam carregar apenas algumas dezenas de milhares de pares de bases de DNA, o suficiente para inserir apenas genes muito pequenos.
Em 1992, o primeiro cromossomo artificial bacteriano foi criado por Hiroaki Shizuya, pesquisador do Instituto da Califórniade tecnologia, modificando um plasmídeo chamado Fator F. Os plasmídeos do fator F são usados naturalmente por bactérias para transferir o DNA de uma célula para outra durante períodos de estresse ambiental, a fim de aumentar a variabilidade genética e a probabilidade de sobrevivência. Ao contrário de seus antecessores, o BAC poderia carregar grandes genes com centenas de milhares de pares de bases de DNA, ou vários genes de uma só vez.
Várias bibliotecas de BAC grandes são agora mantidas pela universidade, indústria privada e grupos governamentais. Além dos genes sob investigação, muitos BACs contêm ferramentas que permitem pesquisas mais fáceis. Por exemplo, alguns BACs contêm genes que tornam as bactérias azuis ou os fazem brilhar, para facilitar a identificação. Alguns contêm genes que tornam o hospedeiro resistente a certos anticorpos. As culturas podem ser purificadas liberando -as com o anticorpo em questão, matando todas as bactérias, exceto as que carregam o bac.
Como as bactérias se reproduzem rapidamente, o cromossomo artificial bacteriano MAy também pode ser usado para clonar grandes quantidades de uma sequência genética específica para estudo. Isso permitiu um melhor estudo dos genomas dos organismos que crescem lenta ou imprevisivelmente em condições de laboratório. A capacidade de clonar acelerou a pesquisa de tratamento de doenças, permitindo uma identificação mais rápida de medicamentos antivirais e antibacterianos eficazes. Também permitiu uma produção mais eficaz de sequências usadas na modificação genética de outros organismos, para pesquisa e indústria.