Hvad er plasmider?
Inden for mange forskellige bakterier kan små cirkulære DNA-stykker findes i cytoplasmaet. Disse DNA-cirkler er kendt som plasmider, og de er adskilt fra det kromosomale DNA eller det DNA, der bærer generne for bakteriecellerne. Flere kopier af plasmiderne er ofte til stede på et hvilket som helst tidspunkt i bakteriecellen. Plasmider spiller en meget vigtig rolle i genteknologi, især i genkloning.
Når gener klones, foregår processen normalt inden for bakterier. For at få genet, der skal klones i bakterien, er en vektor nødvendig. Et plasmid er det, der bruges som vektoren, da det let kan passere fra en celle til en anden.
Der er et antal trin involveret i genkloning inden indsættelse af et plasmid i en værtscelle. Først skal genet, der skal kopieres, isoleres, ligesom plasmiderne, der skal anvendes som vektorer, også skal isoleres. Når dette er gjort, skal genet indsættes i plasmid-DNA'et. Plasmidet indsættes derefter i den bakterielle værtscelle til replikation.
For at isolere plasmider fra bakterieceller skal cellerne oprindeligt behandles med enzymer for at nedbryde bakterievæggens cellevægge. Det større kromosomale DNA separeres fra de mindre plasmider under anvendelse af en centrifuge. Det isolerede plasmid-DNA er nu klar til at få genet indsat i det.
Plasmider består af en dobbeltstrenget cirkel af DNA. For at indsætte det ønskede gen skæres plasmid-DNA'et med restriktionsenzymer. Disse enzymer skærer kun DNA ved meget specifikke nukleotidsekvenser. Når plasmid-DNA er blevet skåret, sættes linkersekvenser til de løse ender, der korrelerer med enderne af genet, der skal indsættes. Dette sikrer, at genet passer nøjagtigt ind i plasmidet.
Når genet er indsat i plasmidet, er det nu klar til at blive indsat i en levende bakterie. Bakterier replikerer deres plasmider, så en enkelt celle kan indeholde mange kopier. Der kan være op til 200 kopier af et enkelt plasmid inden for en bakterie. Hvis plasmidet indføres i mange bakterieceller, kan mange kopier af genet produceres relativt hurtigt, især da bakterieceller replikerer ca. hvert 20. minut.
Dette er den proces, der bruges til at skabe human insulin. Genet, der koder for insulin, blev isoleret og indsat i et plasmid. Alle plasmider, der indeholdt insulingenet, blev derefter indført i en bakterie, hvor de blev replikeret. Bakterierne fortsatte derefter med at replikere sig selv, så mange millioner celler, der indeholder insulingenet, kan oprettes på meget kort tid. Dette klonede gen tilvejebringer nu en pålidelig kilde til human insulin.