الكروموسوم الاصطناعي البكتيري

الكروموسوم البكتيري الاصطناعي ( BAC ) هو تركيب DNA قائم على بلازميد خصوبة وظيفي (أو بلازميد F )، يُستخدم لتحويل واستنساخ البكتيريا ، وخاصةً الإشريكية القولونية . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] تلعب بلازميدات F دورًا حاسمًا لاحتوائها على جينات تقسيم تُعزز التوزيع المتساوي للبلازميدات بعد انقسام الخلية البكتيرية. يتراوح حجم الإدخال المعتاد للكروموسوم البكتيري الاصطناعي بين 150 و350 كيلو قاعدة . [ 4 ] كما تم إنتاج ناقل استنساخ مشابه يُسمى PAC من DNA العاثية P1.

كانت تقنية BACs تُستخدم بكثرة لتسلسل جينومات الكائنات الحية في مشاريع الجينوم ، مثل مشروع الجينوم البشري ، على الرغم من استبدالها بتقنيات أحدث. في تسلسل BACs، يتم تضخيم جزء قصير من الحمض النووي للكائن الحي وإدخاله في BACs، ثم يتم تسلسله. وأخيرًا، تُعاد ترتيب الأجزاء المُسلسلة حاسوبيًا ، مما ينتج عنه التسلسل الجينومي للكائن الحي. وقد استُبدلت تقنية BACs بطرق تسلسل أسرع وأقل جهدًا، مثل تسلسل الجينوم الكامل بتقنية "شوتجن"، ومؤخرًا تقنية التسلسل من الجيل التالي .

المكونات الجينية الشائعة

repE
لتضاعف البلازميد وتنظيم عدد النسخ.
الفقرة أ والفقرة ب
لتقسيم الحمض النووي البلازميدي F إلى الخلايا البنت أثناء الانقسام ويضمن الحفاظ المستقر على BAC.
علامة قابلة للتحديد
لمقاومة المضادات الحيوية ؛ تحتوي بعض BACs أيضًا على lacZ في موقع الاستنساخ للاختيار الأزرق/الأبيض .
T7 و Sp6
محفزات العاثيات لنسخ الجينات المُدخلة.

نمذجة الأمراض

موروث

تُستخدم كروموسومات البكتيريا الاصطناعية (BACs) على نطاق أوسع في نمذجة الأمراض الوراثية، غالبًا بالتزامن مع الفئران المعدلة وراثيًا . وقد أثبتت هذه الكروموسومات فائدتها في هذا المجال، إذ قد تحتوي الجينات المعقدة على العديد من التسلسلات التنظيمية قبل التسلسل المشفر، بما في ذلك تسلسلات المحفزات المختلفة التي تتحكم في مستوى التعبير الجيني. وقد استُخدمت كروموسومات البكتيريا الاصطناعية بنجاح نسبي مع الفئران لدراسة الأمراض العصبية، مثل مرض الزهايمر، أو كما في حالة اختلال الصيغة الصبغية المرتبط بمتلازمة داون. كما استُخدمت أيضًا لدراسة جينات ورمية محددة مرتبطة بالسرطانات. ويتم نقلها إلى نماذج الأمراض الوراثية هذه عن طريق التحويل الكهربائي، أو العدوى بفيروس مناسب، أو الحقن المجهري. ويمكن أيضًا استخدام كروموسومات البكتيريا الاصطناعية للكشف عن الجينات أو التسلسلات الكبيرة ذات الأهمية، ثم استخدامها لرسم خرائطها على الكروموسوم البشري باستخدام مصفوفات كروموسومات البكتيريا الاصطناعية . وتُفضل كروموسومات البكتيريا الاصطناعية في هذا النوع من الدراسات الجينية لأنها تستوعب تسلسلات أكبر بكثير دون خطر إعادة الترتيب، وبالتالي فهي أكثر استقرارًا من أنواع نواقل الاستنساخ الأخرى.

معدي

تم استنساخ جينومات العديد من فيروسات الحمض النووي الكبيرة وفيروسات الحمض النووي الريبي على شكل كروموسومات اصطناعية بكتيرية (BACs). تُعرف هذه التركيبات باسم "الاستنساخات المعدية"، حيث يكفي نقل تركيب BAC إلى الخلايا المضيفة لبدء العدوى الفيروسية. وقد سهّلت خاصية العدوى لهذه الكروموسومات دراسة العديد من الفيروسات، مثل فيروسات الهربس ، وفيروسات الجدري ، وفيروسات كورونا . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] ويمكن الآن إجراء الدراسات الجزيئية لهذه الفيروسات باستخدام مناهج جينية لتحوير BAC أثناء وجوده في البكتيريا. وتعتمد هذه المناهج الجينية على نواقل استهداف خطية أو دائرية لإجراء إعادة التركيب المتماثل . [ 8 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. أوكونور م، بيفر م ، بيندر و (يونيو 1989). "بناء أجزاء كبيرة من الحمض النووي في الإشريكية القولونية". مجلة ساينس . 244 (4910): 1307-1312 . Bibcode : 1989Sci...244.1307O . doi : 10.1126/science.2660262 . PMID 2660262 . 
  2. شيزويا هـ، بيرين ب، كيم يو جيه، مانشينو ف، سليباك ت، تاتشيري ي، سيمون م (سبتمبر 1992). "استنساخ وصيانة مستقرة لقطع من الحمض النووي البشري بطول 300 كيلو قاعدة في بكتيريا الإشريكية القولونية باستخدام ناقل قائم على عامل F" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 89 (18): 8794-7 . Bibcode : 1992PNAS...89.8794S . doi : 10.1073/pnas.89.18.8794 . PMC 50007. PMID 1528894 .  
  3. شيزويا هـ، كوروس-مهر هـ (مارس 2001). "تطوير وتطبيقات نظام استنساخ الكروموسوم الاصطناعي البكتيري" (ملف PDF) . مجلة كيو الطبية . 50 (1): 26-30 . doi : 10.2302/kjm.50.26 . PMID 11296661. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 11 يناير 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 أكتوبر 2012 . 
  4. ستون، ن. إي.، فان، ج. ب.، ويلور، ف.، بيناشيو، ل. أ.، وارينغتون، ج. أ.، هو، أ.، دي لا شابيل، أ.، ليهيسجوكي، أ. إي.، كوكس، د. ر.، مايرز، ر. م. (مارس 1996). "بناء تسلسل متجاور من مستنسخات بكتيرية بطول 750 كيلوبايت وخريطة تقييد في منطقة الكروموسوم البشري 21 التي تحتوي على جين الصرع الرمعي التقدمي" . أبحاث الجينوم . 6 (3): 218-225 . doi : 10.1101/gr.6.3.218 . PMID 8963899 . 
  5. ^ Almazán F، González JM، Pénzes Z، Izeta A، Calvo E، Plana-Durán J، Enjuanes L (مايو 2000). "هندسة أكبر جينوم لفيروس RNA باعتباره كروموسومًا صناعيًا بكتيريًا معديًا" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 97 (10): 5516–21 . دوى : 10.1073/pnas.97.10.5516 . بمك 25860 . بميد 10805807 .  
  6. دومي أ، موس ب (سبتمبر 2002). "استنساخ جينوم فيروس الوقس ككروموسوم اصطناعي بكتيري في الإشريكية القولونية واستعادة الفيروس المعدي في خلايا الثدييات" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 99 (19): 12415-20 . Bibcode : 2002PNAS...9912415D . doi : 10.1073/pnas.192420599 . PMC 129459. PMID 12196634 .  
  7. ميسرلي م، كرنكوفيتش إ، هامرشميدت و، زيغلر هـ، كوزينوفسكي يو إتش (ديسمبر 1997). "استنساخ وتحوير جينوم فيروس الهربس ككروموسوم بكتيري اصطناعي مُعدٍ" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 94 (26): 14759-63 . Bibcode : 1997PNAS...9414759M . doi : 10.1073/pnas.94.26.14759 . PMC 25110. PMID 9405686 .  
  8. فيدرلي ر، بارتليت إي جيه، ديليكليز إتش جيه (ديسمبر 2010). " علم وراثة فيروس إبشتاين-بار: الحديث عن جيل BAC" . فيروسات الهربس . 1 (1): 6. doi : 10.1186/2042-4280-1-6 . PMC 3063228. PMID 21429237 .