Zawartość
Plazmid to mały okrągły fragment DNA znaleziony w bakteriach. Plazmidy stały się użytecznymi narzędziami w biotechnologii, umożliwiając naukowcom łączenie DNA z różnych organizmów w ciągły kawałek DNA. Plazmidy same się replikują podczas podziału komórek i są stabilne przez długi czas, co oznacza, że są doskonałym nośnikiem do przechowywania pojedynczych genów, takich jak książki w bibliotece. Plazmidy mogą zawierać następujące typy genów: geny oporności na antybiotyki, geny transgeniczne i geny reporterowe. Te typy genów plazmidowych mogą występować naturalnie lub być opracowywane przez naukowców.
Geny odporności na antybiotyki
Plazmidy są jedną z przyczyn oporności bakterii na antybiotyki. Plazmidy zawierają geny oporności na antybiotyki, które wytwarzają białka chroniące bakterie przed szkodliwymi lekami. Geny oporności na antybiotyki mogą działać na kilka sposobów. Jednym z nich jest wypompowanie antybiotyku z bakterii, aby antybiotyk nie mógł związać docelowego białka w komórce. Innym jest rozkład antybiotyku na małe kawałki. Kolejną kwestią jest chemiczna zmiana antybiotyku, aby nie oddziaływał już z docelowym białkiem. Geny oporności na antybiotyki są również określane jako markery selekcyjne w plazmidach, ponieważ pozwalają one na selekcję bakterii o oporności w probówce po leczeniu antybiotykiem.
Transgeny
W biotechnologii plazmidy są szeroko stosowane do izolowania genu od zwierzęcia lub rośliny, a następnie umieszczania go w bakteriach, co ułatwia modyfikację i badanie tego genu. Segment DNA, który jest enzymatycznie wycinany z organizmu i umieszczany w bakteryjnym plazmidzie nazywa się transgenem. Połączenie transgenu i plazmidu nazywa się rekombinowanym DNA, ponieważ jest to DNA z dwóch różnych gatunków, które są ze sobą połączone.
Geny reporterowe
Bakterie mogą czasami wykopać plazmid, więc naukowcy, którzy używają plazmidów do wytworzenia rekombinowanego DNA, często chcą zawrzeć w plazmidzie gen, który pozwala im wizualnie zidentyfikować kolonię bakteryjną zawierającą bakterie zawierające ten plazmid. Aby łatwo wizualizować kolonie dodatnie - te z rekombinowanym DNA - naukowcy włączają geny reporterowe do plazmidu. Popularnym genem reporterowym jest zielone białko fluorescencyjne (GFP), które świeci na zielono w świetle ultrafioletowym. Innym popularnym genem reporterowym jest lacZ, który koduje enzym o nazwie beta-galaktozydaza (beta-gal).Beta-gal rozbija cukier laktozę. Rozbija także bezbarwną substancję chemiczną o nazwie X-gal na cukier i niebieską cząsteczkę. W ten sposób kolonie bakteryjne, które mają reporter beta-gal, będą miały kolor niebieski.
Współczynnik F.
Bakterie mają sposoby przekazywania sobie informacji genetycznych. Jedna bakteria może dzielić swoje plazmidy z innymi bakteriami poprzez tak zwaną koniugację. Koniugacja to tworzenie cienkiej rurki - zwanej pilusem płciowym - która łączy jedną bakterię z drugą. Bakteria, która rozciąga pilus płciowy, następnie kopiuje plazmid i przekazuje kopię przez rurkę do drugiej bakterii. Plazmid, który umożliwia koniugację, nazywa się czynnikiem F lub czynnikiem płodności. Rekombinowany DNA można wstawić do czynnika F, który zamyka obcy DNA między bakteriami.