Che cosa è un cromosoma batterico artificiale?

Un cromosoma artificiale batterico (BAC) è uno di una classe di strumenti, chiamati vettori, che microbiologi usano per inserire geni in un batterio - di solito e coli. Inserimento geni altera le proprietà del batterio in un processo chiamato trasformazione. Uno scienziato può alterare un ceppo di batteri utilizzando un tasso alcolemico, quindi confrontare i batteri modificati un ceppo inalterato per scoprire quale ruolo i geni inseriti giocano in biologia cellulare. Mentre tutti i vettori vengono utilizzati dagli scienziati in modo simile, il BAC è degno di nota per essere in grado di trasportare il materiale genetico molto più che strumenti concorrenti.

Nel corso degli anni, gli scienziati hanno sviluppato un certo numero di diversi tipi di vettori di modificazione genetica di batteri. La maggior parte di questi sono creati modificando fagi - virus che infettano solo le cellule batteriche - o strutture chiamate plasmidi. Il cromosoma artificiale batterico è uno di una serie di vettori plasmidici base-. I plasmidi sono anelli fluttuanti di DNA che molti batteri contengono oltre al loro DNA cromosomico. Essi non sono considerati una forma separata di vita, ma comunque si comportano qualcosa come un organismo all'interno di un organismo: si possono riprodurre in modo indipendente dei batteri in cui "vivono".

Plasmidi come il cromosoma artificiale batterico sono inseriti nei batteri utilizzando un processo chiamato elettroporazione. Elettroporazione consiste disturbare la membrana cellulare, con una scossa elettrica, che crea aperture temporanee attraverso le quali possono essere inserite molecole. Precursori al BAC incluso plasmidi con nomi esotici come il cosmide e fosmid modificati. Questi tentativi spesso frustrati a ricerca perché potrebbero portare solo poche decine di migliaia di coppie di basi di DNA, sufficiente inserire solo molto piccoli geni.

Nel 1992 il primo cromosoma artificiale batterico è stato creato da Hiroaki Shizuya, ricercatore presso il California Institute of Technology, modificando un plasmide chiamato F-factor. Plasmidi F-factor sono utilizzati naturalmente da batteri trasferire DNA da una cellula all'altra durante i periodi di stress ambientale, al fine di aumentare la variabilità genetica e la probabilità di sopravvivenza. A differenza dei suoi predecessori, il BAC potrebbe portare grandi geni con centinaia di migliaia di coppie di basi del DNA, o più geni contemporaneamente.

Un certo numero di grandi librerie BAC sono ora gestito da università, industria privata, e gruppi di governo. Oltre ai geni in esame, molti BAC contengono strumenti che permettono di facilitare la ricerca. Per esempio, alcuni BAC contengono geni che trasformano i batteri blu o li rendono bagliore, per facilitarne l'identificazione. Alcuni contengono geni che rendono l'host resistenti a determinati anticorpi. Le colture possono essere purificati da loro lavaggio con l'anticorpo in questione, uccidendo tutti i batteri tranne quelli che portano il BAC.

Poiché i batteri riproducono rapidamente, il cromosoma artificiale batterica può anche essere utilizzato per clonare grandi quantità di una particolare sequenza genetica per lo studio. Questo ha permesso una migliore studio dei genomi degli organismi che crescono lentamente e in modo imprevedibile in condizioni di laboratorio. La capacità di clone ha accelerato la ricerca il trattamento della malattia, consentendo per una rapida identificazione di più di farmaci antivirali e antibatterici efficaci. Ha inoltre consentito per la produzione più efficiente di sequenze utilizzate nella modifica genetica di altri organismi, per la ricerca e l'industria.

  • Microbiologi inserire cromosomi batterici artificiali in batteri per studiare il modo in cui sono influenzati dalle alterazioni genetiche.
  • I cromosomi sono strutture filiformi situati all'interno del nucleo delle cellule animali e vegetali.