Tartalom
A plazmid egy kicsi, kör alakú DNS darab, amely baktériumokban található. A plazmidok hasznos eszközökké váltak a biotechnológiában, lehetővé téve a tudósok számára, hogy a különféle szervezetekből származó DNS-t folyamatos DNS-darabbá egyesítsék. A plazmidok önmagukban replikálódnak a sejtosztódás során, és hosszú ideig stabilak, azaz nagyszerű eszköz az egyes gének, például könyvek tárolására egy könyvtárban. A plazmidok a következő típusú géneket tartalmazhatják: antibiotikumrezisztencia-gének, transzgének és riportergének. Az ilyen típusú plazmidgének természetesen előfordulhatnak, vagy tudósok tervezhetik őket.
Antibiotikus rezisztenciagének
A plazmidok az egyik oka annak, hogy a baktériumok rezisztenssé válnak az antibiotikumokkal szemben. A plazmidok antibiotikumrezisztencia-géneket tartalmaznak, amelyek olyan fehérjéket termelnek, amelyek megvédik a baktériumokat a káros gyógyszerektől. Az antibiotikum-rezisztencia-gének többféle módon működhetnek. Az egyik az, hogy az antibiotikumot kiszivattyúzzák a baktériumokból, így az antibiotikum nem képes megkötni a célfehérjét a sejtben. Egy másik módszer az, hogy az antibiotikumot apróra darabolja. Másik lehetőség az, hogy az antibiotikumot kémiai módon megváltoztatjuk úgy, hogy az már nem lép kölcsönhatásba a célfehérjével. Az antibiotikumokkal szembeni rezisztencia géneket szelektálható markereknek is nevezik a plazmidokban, mivel ezek lehetővé teszik az ellenálló képességű baktériumok kiválasztását egy kémcsőbe egy antibiotikummal történő kezelés után.
transzgéneknek
A biotechnológiában a plazmidokat széles körben használják egy gén elkülönítésére egy állatból vagy növényből, majd baktériumba helyezéséig, ami megkönnyíti a gén módosítását és tanulmányozását. A DNS egy olyan szegmensét, amelyet enzimatikusan kivágnak a szervezetből és behelyezik a baktérium plazmidba, transzgénnek nevezik. A transzgén és a plazmid kombinációját rekombináns DNS-nek nevezzük, mivel két különböző fajból származó DNS kapcsolódik össze.
Riporter gének
A baktériumok néha kiüthetnek egy plazmidot, tehát azok a tudósok, akik plazmidokat használnak rekombináns DNS előállítására, gyakran szeretnének beépíteni a plazmidba egy gént, amely lehetővé teszi számukra, hogy vizuálisan azonosítsák, melyik baktériumtelepen vannak baktériumok, amelyek tartalmazzák azt a plazmidot. A pozitív kolóniák - a rekombináns DNS-sel rendelkezők - könnyű megjelenítéséhez a tudósok riporter géneket tartalmaznak a plazmidba. Általános riportergén a zöld fluoreszcens protein (GFP), amely ultraibolya fényben zölden világít. Egy másik általános riportergén a lacZ, amely a béta-galaktozidáz (béta-gal) nevű enzimet kódolja.A béta-gal elválasztja a cukor-laktózt. Az X-gal nevű színtelen vegyületet cukor- és kék molekulává is bontja. Így a béta-gal riporterrel rendelkező baktériumtelepek kék színűek lesznek.
F-faktor
A baktériumoknak vannak módjai a genetikai információk átadására egymáshoz. Az egyik baktérium megoszthatja plazmidjait egy másik baktériummal a konjugáción keresztül. A konjugáció egy vékony cső - úgynevezett nemi pillusz - kialakulása, amely az egyik baktériumot a másikhoz köti. A nemi pillust meghosszabbító baktérium ezután másolja a plazmidot, és a csövön át a másolatot átjuttatja a másik baktériumba. A konjugációt lehetővé tevő plazmidot F-faktornak vagy termékenységi faktornak nevezzük. A rekombináns DNS beilleszthető az F-faktorba, amely az idegen DNS-t lecsökkenti a baktériumok között.