Obsah
Plazmid je malý kruhový kus DNA nájdený v baktériách. Plazmidy sa stali užitočnými nástrojmi v biotechnológiách, ktoré umožňujú vedcom kombinovať DNA z rôznych organizmov do súvislej časti DNA. Plazmidy sa replikujú samy počas delenia buniek a sú stabilné po dlhú dobu, čo znamená, že sú vynikajúcim prostriedkom na ukladanie jednotlivých génov, ako sú knihy, do knižnice. Plazmidy môžu obsahovať nasledujúce typy génov: gény rezistentné na antibiotiká, transgény a reportérové gény. Tieto typy plazmidových génov sa môžu vyskytovať prirodzene alebo môžu byť skonštruované vedcami.
Gény pre antibiotickú rezistenciu
Plazmidy sú jednou z príčin rezistencie baktérií na antibiotiká. Plazmidy obsahujú gény rezistentné na antibiotiká, ktoré produkujú proteíny, ktoré chránia baktérie pred škodlivými liekmi. Gény proti antibiotickej rezistencii môžu pôsobiť niekoľkými spôsobmi. Jedným je čerpanie antibiotika z baktérií, takže antibiotikum sa nemôže v bunke viazať na cieľový proteín. Ďalším je degradácia antibiotika na malé kúsky. Ďalšou je chemická zmena antibiotika tak, aby už neinteragovala s cieľovým proteínom. Gény pre antibiotickú rezistenciu sa tiež označujú ako selekčné markery v plazmidoch, pretože umožňujú, aby sa baktérie, ktoré majú rezistenciu, vybrali v skúmavke po ošetrení antibiotikami.
transgény
V biotechnológii sa plazmidy široko používajú na izoláciu génu zo zvieraťa alebo rastliny a potom na jeho umiestnenie do baktérií, čo uľahčuje modifikáciu a štúdium tohto génu. Segment DNA, ktorý je enzymaticky vystrihnutý z organizmu a umiestnený do bakteriálneho plazmidu, sa nazýva transgén. Kombinácia transgénu a plazmidu sa nazýva rekombinantná DNA, pretože je to fúzia DNA z dvoch rôznych druhov.
Reportérové gény
Baktérie môžu niekedy vykopnúť plazmid, takže vedci, ktorí používajú plazmidy na výrobu rekombinantnej DNA, často chcú do plazmidu zahrnúť gén, ktorý im umožňuje vizuálne identifikovať, ktorá bakteriálna kolónia obsahuje baktérie, ktoré tento plazmid obsahujú. Na ľahkú vizualizáciu pozitívnych kolónií - tých, ktoré majú rekombinantnú DNA - vedci zahrnujú reportérové gény do plazmidu. Bežným reportérovým génom je zelený fluorescenčný proteín (GFP), ktorý žiari zelenú pod ultrafialovým svetlom. Ďalším bežným reportérovým génom je lacZ, ktorý kóduje enzým nazývaný beta-galaktozidáza (beta-gal).Beta-gal rozdeľuje laktózu z cukru. Rozdeľuje tiež bezfarebnú chemikáliu nazývanú X-gal na cukor a modrú molekulu. Preto sa bakteriálne kolónie, ktoré majú reportér beta-gal, budú javiť modré.
F-faktor
Baktérie majú spôsoby vzájomného prenosu genetických informácií. Jedna baktéria môže zdieľať svoje plazmidy s inými baktériami prostredníctvom tzv. Konjugácie. Konjugácia je vytvorenie tenkej skúmavky nazývanej pohlavný stĺp, ktorá spája jednu baktériu s druhou. Baktéria, ktorá predlžuje pohlavný stĺp, potom skopíruje plazmid a prechádza kópiou cez skúmavku do inej baktérie. Plazmid, ktorý umožňuje konjugáciu, sa nazýva F-faktor alebo faktor plodnosti. Rekombinantná DNA môže byť vložená do F-faktora, ktorý prepúšťa cudziu DNA medzi baktériami.