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Cromosoma artificial bacteriano

Un cromosoma artificial bacteriano ( BAC ) es una construcción de ADN , basada en un plásmido de fertilidad funcional (o plásmido F ), utilizado para la transformación y clonación en bacterias , generalmente E. coli . [1] [2] [3] Los plásmidos F desempeñan un papel crucial porque contienen genes de partición que promueven la distribución uniforme de plásmidos después de la división celular bacteriana. El tamaño de inserción habitual del cromosoma artificial bacteriano es de 150 a 350 kbp . [4] También se ha producido un vector de clonación similar llamado PAC a partir del ADN del bacteriófago P1.

Los BAC se han utilizado a menudo para secuenciar los genomas de los organismos en proyectos genómicos , por ejemplo, el Proyecto Genoma Humano , aunque han sido sustituidos por tecnologías más modernas. En la secuenciación BAC, se amplifica un fragmento corto del ADN del organismo como inserto en los BAC y luego se secuencia. Finalmente, las partes secuenciadas se reorganizan in silico , lo que da como resultado la secuencia genómica del organismo. Los BAC fueron sustituidos por métodos de secuenciación más rápidos y menos laboriosos, como la secuenciación shotgun del genoma completo y, ahora más recientemente, la secuenciación de próxima generación .

Componentes genéticos comunes

repE
para la replicación de plásmidos y la regulación del número de copias.
parA y parB
para particionar el ADN del plásmido F en células hijas durante la división y garantiza el mantenimiento estable del BAC.
Un marcador seleccionable
para resistencia a antibióticos ; algunos BAC también tienen lacZ en el sitio de clonación para la selección azul/blanca .
T7 y Sp6
promotores de fagos para la transcripción de genes insertados.

Contribución a los modelos de enfermedad

Enfermedad hereditaria

Los BAC se están utilizando cada vez más en la modelización de enfermedades genéticas, a menudo junto con ratones transgénicos . Los BAC han sido útiles en este campo ya que los genes complejos pueden tener varias secuencias reguladoras aguas arriba de la secuencia codificante, incluidas varias secuencias promotoras que gobernarán el nivel de expresión de un gen. Los BAC se han utilizado con cierto éxito con ratones al estudiar enfermedades neurológicas como la enfermedad de Alzheimer o como en el caso de la aneuploidía asociada con el síndrome de Down. También ha habido casos en los que se han utilizado para estudiar oncogenes específicos asociados con cánceres. Se transfieren a estos modelos de enfermedades genéticas mediante electroporación/transformación, transfección con un virus adecuado o microinyección. Los BAC también se pueden utilizar para detectar genes o grandes secuencias de interés y luego se utilizan para mapearlos en el cromosoma humano utilizando matrices de BAC . Los BAC son preferidos para este tipo de estudios genéticos porque acomodan secuencias mucho más grandes sin el riesgo de reordenamiento y, por lo tanto, son más estables que otros tipos de vectores de clonación. [ cita requerida ]

Enfermedad infecciosa

Los genomas de varios virus de ADN y ARN de gran tamaño se han clonado como BAC. Estas construcciones se denominan "clones infecciosos", ya que la transfección de la construcción BAC en células huésped es suficiente para iniciar la infección viral. La propiedad infecciosa de estos BAC ha hecho que el estudio de muchos virus, como los herpesvirus , los poxvirus y los coronavirus, sea más accesible. [5] [6] [7] Los estudios moleculares de estos virus ahora se pueden lograr utilizando enfoques genéticos para mutar el BAC mientras reside en las bacterias. Tales enfoques genéticos se basan en vectores de orientación lineal o circular para llevar a cabo la recombinación homóloga . [8]

Véase también

Referencias

  1. ^ O'Connor M, Peifer M , Bender W (junio de 1989). "Construcción de grandes segmentos de ADN en Escherichia coli". Science . 244 (4910): 1307–12. Bibcode :1989Sci...244.1307O. doi :10.1126/science.2660262. PMID  2660262.
  2. ^ Shizuya H, Birren B, Kim UJ, Mancino V, Slepak T, Tachiiri Y, Simon M (septiembre de 1992). "Clonación y mantenimiento estable de fragmentos de 300 kilobases de ADN humano en Escherichia coli utilizando un vector basado en el factor F". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 89 (18): 8794–7. Bibcode :1992PNAS...89.8794S. doi : 10.1073/pnas.89.18.8794 . PMC 50007 . PMID  1528894. 
  3. ^ Shizuya H, Kouros-Mehr H (marzo de 2001). "El desarrollo y las aplicaciones del sistema de clonación artificial de cromosomas bacterianos" (PDF) . The Keio Journal of Medicine . 50 (1): 26–30. doi : 10.2302/kjm.50.26 . PMID  11296661.
  4. ^ Stone NE, Fan JB, Willour V, Pennacchio LA, Warrington JA, Hu A, de la Chapelle A, Lehesjoki AE, Cox DR, Myers RM (marzo de 1996). "Construcción de un clon bacteriano de 750 kb contig y mapa de restricción en la región del cromosoma humano 21 que contiene el gen de la epilepsia mioclónica progresiva". Genome Research . 6 (3): 218–25. 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 (mayo de 2000). "Diseñar el genoma del virus ARN más grande como un cromosoma artificial bacteriano infeccioso". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 97 (10): 5516–21. doi : 10.1073/pnas.97.10.5516 . PMC 25860 . PMID  10805807. 
  6. ^ Domi A, Moss B (septiembre de 2002). "Clonación del genoma del virus vaccinia como un cromosoma artificial bacteriano en Escherichia coli y recuperación del virus infeccioso en células de mamíferos". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 99 (19): 12415–20. Bibcode :2002PNAS...9912415D. doi : 10.1073/pnas.192420599 . PMC 129459 . PMID  12196634. 
  7. ^ Messerle M, Crnkovic I, Hammerschmidt W, Ziegler H, Koszinowski UH (diciembre de 1997). "Clonación y mutagénesis de un genoma de herpesvirus como un cromosoma artificial bacteriano infeccioso". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 94 (26): 14759–63. Bibcode :1997PNAS...9414759M. doi : 10.1073/pnas.94.26.14759 . PMC 25110 . PMID  9405686. 
  8. ^ Feederle R, Bartlett EJ, Delecluse HJ (diciembre de 2010). "Genética del virus de Epstein-Barr: hablando de la generación BAC". Herpesviridae . 1 (1): 6. doi : 10.1186/2042-4280-1-6 . PMC 3063228 . PMID  21429237. 

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