Зміст
Плазміда - це невеликий круговий шматочок ДНК, виявлений у бактеріях. Плазміди стали корисним інструментом у біотехнології, що дозволяє вченим поєднувати ДНК різних організмів у суцільний шматок ДНК. Плазміди розмножуються самостійно під час ділення клітин і є стабільними протягом тривалих періодів, тобто вони є чудовим засобом для зберігання окремих генів, як книг у бібліотеці. Плазміди можуть містити такі типи генів: гени стійкості до антибіотиків, трансгени та репортерні гени. Ці типи генів плазміди можуть виникати природним шляхом або розроблятися вченими.
Гени стійкості до антибіотиків
Плазміди є однією з причин бактерій, стійких до антибіотиків. Плазміди містять гени стійкості до антибіотиків, які виробляють білки, що захищають бактерії від шкідливих препаратів. Гени стійкості до антибіотиків можуть діяти декількома способами. Перший - викачування антибіотика з бактерій, щоб антибіотик не міг зв’язати свій цільовий білок всередині клітини. Інша - шляхом розкладання антибіотика на невеликі шматочки. А інша полягає в хімічній зміні антибіотика, щоб він більше не взаємодіяв із цільовим білком. Гени стійкості до антибіотиків також називають маркерами, що вибираються у плазмідах, оскільки вони дозволяють вибирати бактерії, які мають стійкість після проходження антибіотика.
Трансгени
У біотехнології широко застосовують плазміди для виділення гена від тварини чи рослини, а потім їх розміщення в бактерії, що полегшує модифікацію та вивчення цього гена. Сегмент ДНК, який ферментативно вирізається з організму і поміщається в бактеріальну плазміду, називається трансгеном. Поєднання трансгену і плазміди називається рекомбінантною ДНК, оскільки це ДНК двох різних видів, які злиті разом.
Репортерські гени
Бактерії іноді можуть вигнати плазміду, тому вчені, які використовують плазміди для виготовлення рекомбінантної ДНК, часто хочуть включити в плазміду ген, який дозволяє їм візуально ідентифікувати, в якій бактеріальній колонії є бактерії, які містять цю плазміду. Для легкої візуалізації позитивних колоній - тих, у яких є рекомбінантна ДНК, вчені включають репортерні гени в плазміду. Поширений репортерний ген - зелений флуоресцентний білок (GFP), який світиться зеленим кольором під ультрафіолетом. Ще один поширений репортерний ген - lacZ, який кодує фермент під назвою бета-галактозидаза (бета-гал).Бета-гал розщеплює цукрову лактозу. Він також розщеплює безбарвну хімічну речовину, яку називають X-gal, на цукрову і синю молекули. Таким чином, бактеріальні колонії, які мають репортера бета-галю, стануть блакитними.
F-фактор
У бактерій є способи передачі генетичної інформації один одному. Одна бактерія може ділитися своїми плазмідами з іншою, завдяки тому, що називається кон'югацією. Кон'югація - це утворення тонкої трубочки, яка називається статевою оболонкою, яка з'єднує одну бактерію з іншою. Потім бактерія, яка розширює статевий стовп, копіює плазміду і передає копію через трубку в іншу бактерію. Плазміду, яка робить кон'югацію можливою, називають F-фактором, або фактором фертильності. Рекомбінантну ДНК можна вставити у F-фактор, який перекриває сторонні ДНК між бактеріями.