プラスミドとは？

多くの異なるバクテリアの中では、細胞質に小さな円形のDNAが見られます。 これらのDNAサークルはプラスミドとして知られており、染色体DNA、または細菌細胞の遺伝子を運ぶDNAとは別のものです。 細菌細胞内には、プラスミドのいくつかのコピーが一度に存在することがよくあります。 プラスミドは、遺伝子工学、特に遺伝子クローニングにおいて非常に重要な役割を果たします。

遺伝子がクローン化されると、そのプロセスは通常細菌内で起こります。 細菌にクローン化される遺伝子を取得するには、ベクターが必要です。 プラスミドは、ある細胞から別の細胞に容易に通過できるため、ベクターとして使用されるものです。

プラスミドを宿主細胞に挿入する前に、遺伝子クローニングに関与する多くのステップがあります。 まず、ベクターとして使用されるプラスミドと同様に、コピーされる遺伝子を分離する必要があります。 これが完了したら、遺伝子をプラスミドDNAに挿入する必要があります。 次に、プラスミドを複製のために細菌宿主細胞に挿入します。

細菌細胞からプラスミドを分離するには、最初に細胞を酵素で処理して細菌の細胞壁を破壊する必要があります。 大きい染色体DNAは、遠心分離機を使用して小さいプラスミドから分離されます。 これで、単離されたプラスミドDNAに遺伝子を挿入する準備が整いました。

プラスミドは、二本鎖のDNAで構成されています。 目的の遺伝子を挿入するには、プラスミドDNAを制限酵素で切断します。 これらの酵素は、非常に特異的なヌクレオチド配列でのみDNAを切断します。 プラスミドDNAが切断されると、リンカー配列が挿入される遺伝子の末端に相関するルーズエンドに追加されます。 これにより、遺伝子がプラスミドに正確に適合します。

遺伝子がプラスミドに挿入されると、生きた細菌に挿入する準備が整いました。 細菌はプラスミドを複製するため、単一の細胞に多くのコピーを含めることができます。 1つの細菌内に単一のプラスミドのコピーが最大200個あります。 プラスミドが多くの細菌細胞に導入されると、特に細菌細胞が約20分ごとに複製するため、遺伝子の多くのコピーが比較的迅速に生成されます。

これは、人間のインスリンを作成するために使用されるプロセスです。 インスリンをコードする遺伝子を単離し、プラスミドに挿入しました。 次に、インスリン遺伝子を含むすべてのプラスミドが細菌に導入され、そこで複製されました。 その後、細菌は自己複製を続けたため、インスリン遺伝子を含む何百万もの細胞が非常に短時間で作成されました。 このクローン遺伝子は現在、ヒトインスリンの信頼できる供給源を提供しています。