Un cromozom artificial bacterian (BAC) este unul dintr-o clasă de instrumente, numite vectori, pe care microbiologii le folosesc pentru a introduce gene într-o bacterie – de obicei e coli. Inserarea genelor modifică proprietățile bacteriei într-un proces numit transformare. Un om de știință poate modifica o tulpină de bacterii folosind un BAC, apoi poate compara bacteriile modificate cu o tulpină nealterată pentru a descoperi ce rol joacă genele introduse în biologia celulară. În timp ce toți vectorii sunt utilizați de oamenii de știință într-un mod similar, BAC-ul este demn de remarcat pentru că poate transporta mult mai mult material genetic decât instrumentele concurente.
De-a lungul anilor, oamenii de știință au dezvoltat o serie de tipuri diferite de vectori pentru modificarea structurii genetice a bacteriilor. Majoritatea acestora sunt create prin modificarea fagilor – viruși care infectează doar celulele bacteriene – sau structuri numite plasmide. Cromozomul artificial bacterian este unul dintre numeroșii vectori bazați pe plasmide. Plasmidele sunt inele de ADN care plutesc liber pe care multe bacterii le conțin în plus față de ADN-ul lor cromozomial. Ele nu sunt considerate o formă separată de viață, dar totuși se comportă ceva ca un organism în interiorul unui organism: se pot reproduce independent de bacteriile în care „trăiesc”.
Plasmide precum cromozomul artificial bacterian sunt inserate în bacterii folosind un proces numit electroporare. Electroporația implică perturbarea membranei celulare cu un șoc electric, care creează deschideri temporare prin care pot fi introduse molecule. Precursorii BAC au inclus plasmide modificate cu nume exotice precum cosmida și fosmida. Aceste încercări adesea frustrate de cercetare, deoarece puteau transporta doar câteva zeci de mii de perechi de baze ADN, suficiente pentru a introduce doar gene foarte mici.
În 1992, primul cromozom artificial bacterian a fost creat de Hiroaki Shizuya, cercetător la Institutul de Tehnologie din California, prin modificarea unei plasmide numită factor F. Plasmidele cu factor F sunt folosite în mod natural de bacterii pentru a transfera ADN-ul de la o celulă la alta în perioadele de stres ambiental, pentru a crește variabilitatea genetică și probabilitatea de supraviețuire. Spre deosebire de predecesorii săi, BAC ar putea transporta gene mari cu sute de mii de perechi de baze ADN sau mai multe gene simultan.
O serie de biblioteci mari BAC sunt acum întreținute de universități, industria privată și grupuri guvernamentale. Pe lângă genele investigate, multe BAC-uri conțin instrumente care permit o cercetare mai ușoară. De exemplu, unele BAC conțin gene care transformă bacteriile în albastru sau le fac să strălucească, pentru o identificare mai ușoară. Unele conțin gene care fac gazda rezistentă la anumiți anticorpi. Culturile pot fi purificate prin spălarea lor cu anticorpul în cauză, ucigând toate bacteriile, cu excepția celor care poartă BAC.
Deoarece bacteriile se reproduc rapid, cromozomul artificial bacterian poate fi folosit și pentru a clona cantități mari dintr-o anumită secvență genetică pentru studiu. Acest lucru a permis un studiu mai bun al genomului organismelor care cresc lent sau imprevizibil în condiții de laborator. Capacitatea de a clona a accelerat cercetarea în tratamentul bolilor, permițând identificarea mai rapidă a medicamentelor antivirale și antibacteriene eficiente. De asemenea, a permis o producție mai eficientă de secvențe utilizate în modificarea genetică a altor organisme, pentru cercetare și industrie.