細菌人工染色體 (BAC)

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簡介

細菌人工染色體 (BAC) 是遺傳研究中一個強大的工具

細菌人工染色體 (BAC) 是一種廣泛應用於遺傳研究的工具，用於操縱和研究 DNA。BAC 是來源於大腸桿菌 (E. coli) 中 F 因子質粒的環狀 DNA 分子。它們可以攜帶長達 300 千鹼基對的大型 DNA 片段，這使得它們非常適合研究基因和基因組的功能和組織。

起源

BAC 最初由加州理工學院的 Shizuya 博士及其同事於 20 世紀 90 年代中期開發。他們的工作基於這樣的觀察：即使攜帶大型外源 DNA 片段，來源於大腸桿菌的質粒也可以穩定地維持在細菌細胞中。這導致了這樣的想法：這種質粒可以用來克隆和操縱大型基因組 DNA 片段。

優點

與其他克隆系統（如酵母人工染色體 (YAC) 和 cosmid）相比，BAC 具有許多優點。主要優點之一是其高穩定性，這使得可以維持大型 DNA 片段而不必擔心 DNA 的丟失或重排。這是因為 BAC 的複製數低，並且作為大型環狀分子維持，因此比其他克隆系統更容易避免基因重排。

BAC 的另一個優點是它與高通量克隆和測序技術相容。BAC 可以在大腸桿菌中輕鬆繁殖，並可用於大型 DNA 測序專案，例如人類基因組計劃。BAC 還可以使用現代分子生物學技術（如 PCR 和限制性內切酶消化）輕鬆修改，從而可以產生克隆 DNA 中的特定突變或缺失。

BAC 已被用於廣泛的遺傳研究，包括基因的功能分析以及基因調控和表達的研究。BAC 也已被用於研究遺傳疾病，例如癌症和發育障礙。在這些研究中，BAC 通常用於產生攜帶克隆 DNA 中特定突變或缺失的轉基因動物，從而可以研究這些遺傳改變對生物體的影響。

除了在遺傳研究中的應用外，BAC 還被用於生物技術和醫學。BAC 可用於生產大量重組蛋白，用於藥物開發和其他應用。BAC 也可用於基因治療，其中它們被用來將治療基因傳遞到細胞或組織中。

侷限性

儘管 BAC 具有許多優點，但在遺傳研究中使用 BAC 也有一些侷限性。主要侷限性之一是克隆到 BAC 中的 DNA 片段的大小。雖然 BAC 可以攜帶長達 300 千鹼基對的插入片段，但更大的基因組區域可能需要使用其他克隆系統，例如 YAC 或 BIBAC（二元細菌人工染色體）。

BAC 的另一個侷限性是其在哺乳動物細胞中的轉染效率低。這限制了其在需要將克隆 DNA 匯入哺乳動物細胞的研究中的應用。但是，可以使用其他載體（如病毒載體）來傳遞克隆 DNA，從而克服這一限制。

結論

細菌人工染色體 (BAC) 是遺傳研究中一個強大的工具。BAC 穩定、易於繁殖，並與高通量克隆和測序技術相容。BAC 已被用於廣泛的遺傳研究，包括基因功能、基因調控和遺傳疾病的研究。BAC 也被用於生物技術和醫學中以生產重組蛋白和進行基因治療。

常見問題

Q1. 什麼是 BAC？

A1. BAC（細菌人工染色體）是一種來源於大腸桿菌 (E. coli) 中 F 因子質粒的環狀 DNA 分子。它用於遺傳研究中克隆和操縱大型基因組 DNA 片段。

Q2. 使用 BAC 的優點是什麼？

A2. 與其他克隆系統（如 YAC 和 cosmid）相比，BAC 具有許多優點。主要優點之一是其高穩定性，這使得可以維持大型 DNA 片段而不必擔心 DNA 的丟失或重排。另一個優點是它與高通量克隆和測序技術相容。BAC 還可以使用現代分子生物學技術（如 PCR 和限制性內切酶消化）輕鬆修改。

Q3. 使用 BAC 的侷限性是什麼？

A3. 使用 BAC 的主要侷限性之一是克隆到其中的 DNA 片段的大小。雖然 BAC 可以攜帶長達 300 千鹼基對的插入片段，但更大的基因組區域可能需要使用其他克隆系統，例如 YAC 或 BIBAC。另一個侷限性是其在哺乳動物細胞中的轉染效率低，這限制了其在需要將克隆 DNA 匯入哺乳動物細胞的研究中的應用。

Q4. BAC 的一些應用是什麼？

A4. BAC 已被用於廣泛的遺傳研究，包括基因的功能分析、基因調控和表達的研究以及遺傳疾病的研究。BAC 也被用於生物技術和醫學中以生產重組蛋白和進行基因治療。

Q5. 誰開發了 BAC？

A5. BAC 最初由加州理工學院的 Shizuya 博士及其同事於 20 世紀 90 年代中期開發。