Bakteriyel Yapay Kromozom Nedir?

Bakteriyel bir yapay kromozom (BAC), mikrobiyologların bir bakteri içine genleri sokmak için kullandıkları vektörel bir araç sınıfından biridir - genellikle e coli . Genlerin yerleştirilmesi, transformasyon adı verilen bir işlemde bakterinin özelliklerini değiştirir. Bir bilim adamı, bir BAC kullanarak bir bakteri türünü değiştirebilir, daha sonra değiştirilmiş bakterileri, yerleştirilmiş genlerin hücre biyolojisinde hangi rol oynadığını keşfetmek için değiştirilmemiş bir tür ile karşılaştırabilir. Tüm vektörler bilim adamları tarafından benzer şekilde kullanılmasına rağmen, BAC rakip araçlardan çok daha fazla genetik materyal taşıyabiliyor olması bakımından dikkat çekicidir.

Yıllar geçtikçe, bilim adamları bakterilerin genetik yapısını değiştirmek için çeşitli vektörler geliştirdiler. Bunların büyük kısmı, fajların (sadece bakteriyel hücrelere enfekte olan virüslerin) veya plazmid adı verilen yapıların değiştirilmesiyle yaratılır. Bakteriyel yapay kromozom, bir dizi plazmid bazlı vektörden biridir. Plazmidler, kromozomal DNA'larına ek olarak birçok bakterinin içerdiği serbest yüzen DNA halkalarıdır. Ayrı bir yaşam biçimi olarak düşünülmezler, ancak yine de bir organizma içindeki bir organizma gibi bir şey yaparlar: “yaşadıkları” bakterilerden bağımsız olarak üreyebilirler.

Bakteriyel yapay kromozom gibi plazmidler elektroporasyon adı verilen bir işlem kullanılarak bakterilere yerleştirilir. Elektroporasyon, hücre zarının, içinden moleküllerin girebileceği geçici açıklıklar yaratan bir elektrik çarpmasıyla rahatsız edilmesini içerir. BAC'ye öncülük edenler kozmid ve fosmid gibi egzotik isimlerle modifiye edilmiş plazmitleri içermektedir. Bunlar çoğu zaman sinir bozucu bir şekilde araştırma girişiminde bulunmaktadır, çünkü sadece çok küçük genleri yerleştirecek kadar, sadece birkaç on binlerce DNA baz çifti taşıyabildiler.

1992'de ilk bakteriyel yapay kromozom, California Institute of Technology'de araştırmacı olan Hiroaki Shizuya tarafından F faktörü adı verilen bir plazmit tadil edilerek yaratıldı. F faktörü plazmitleri, genetik değişkenliği ve hayatta kalma olasılığını arttırmak amacıyla, çevresel stres dönemlerinde DNA'yı bir hücreden diğerine aktarmak için bakteriler tarafından doğal olarak kullanılır. Seleflerinin aksine, BAC yüzbinlerce DNA baz çifti ile büyük genleri ya da bir kerede birkaç gen taşıyabilirdi.

Bir dizi büyük BAC kütüphanesi şimdi üniversite, özel sektör ve hükümet grupları tarafından tutulmaktadır. İncelenen genlere ek olarak, birçok BAC de daha kolay araştırma yapılmasını sağlayan araçlar içerir. Örneğin, bazı BAC'ler daha kolay tanımlanması için bakterileri maviye dönüştüren ya da parlamalarını sağlayan genler içerir. Bazıları konakçıyı belirli antikorlara karşı dirençli kılan genler içerir. Kültürler, onları BAC taşıyanlar dışındaki tüm bakterileri öldürerek, söz konusu antikorla yıkayarak arıtılabilir.

Bakteriler hızlı çoğaldıklarından bakteri yapay kromozomu, çalışmak için belirli bir genetik sekansın büyük miktarlarını klonlamak için de kullanılabilir. Bu, laboratuvar koşullarında yavaş veya tahmin edilemeyecek şekilde büyüyen organizma genomlarının daha iyi çalışılmasına olanak sağlamıştır. Klonlama yeteneği, etkili antiviral ve antibakteriyel ilaçların daha hızlı tanımlanmasına izin vererek hastalık tedavisi araştırmalarını hızlandırdı. Ayrıca araştırma ve endüstri için diğer organizmaların genetik modifikasyonunda kullanılan sekansların daha etkin bir şekilde üretilmesine izin vermiştir.