Wat zijn plasmiden?

Binnen veel verschillende bacteriën kunnen kleine cirkelvormige stukjes DNA worden gevonden in het cytoplasma. Deze DNA-cirkels staan ​​bekend als plasmiden en ze staan ​​los van het chromosomale DNA of het DNA dat de genen voor de bacteriecellen draagt. Verschillende kopieën van de plasmiden zijn vaak op elk moment in de bacteriecel aanwezig. Plasmiden spelen een zeer belangrijke rol bij genetische manipulatie, met name bij het klonen van genen.

Wanneer genen worden gekloond, vindt het proces meestal plaats binnen bacteriën. Om het gen dat in de bacteriën moet worden gekloond te krijgen, is een vector nodig. Een plasmide is wat wordt gebruikt als de vector, omdat het gemakkelijk van de ene cel naar de andere kan gaan.

Er zijn een aantal stappen betrokken bij het klonen van genen voordat een plasmide in een gastheercel wordt ingebracht. Eerst moet het te kopiëren gen worden geïsoleerd, evenals de plasmiden die als vectoren moeten worden gebruikt. Zodra dit is gebeurd, moet het gen in het plasmide-DNA worden ingebracht. Het plasmide wordt vervolgens in de bacteriële gastheercel ingevoegd voor replicatie.

Om plasmiden van bacteriële cellen te isoleren, moeten de cellen eerst worden behandeld met enzymen om de celwanden van de bacteriën af te breken. Het grotere chromosomale DNA wordt gescheiden van de kleinere plasmiden met behulp van een centrifuge. Het geïsoleerde plasmide-DNA is nu klaar om het gen erin te hebben ingebracht.

Plasmiden bestaan ​​uit een dubbelstrengige cirkel van DNA. Om het gewenste gen in te voegen, wordt het plasmide-DNA geknipt met restrictie-enzymen. Deze enzymen knippen alleen DNA in zeer specifieke nucleotidesequenties. Nadat het plasmide-DNA is gesneden, worden linkersequenties toegevoegd aan de losse uiteinden die correleren met de uiteinden van het in te voegen gen. Dit zorgt ervoor dat het gen precies in het plasmide past.

Als het gen eenmaal in het plasmide is ingebracht, is het nu klaar om in een levende bacterie te worden ingebracht. Bacteriën repliceren hun plasmiden zodat een enkele cel veel kopieën kan bevatten. Er kunnen maximaal 200 kopieën van een enkel plasmide binnen één bacterie zijn. Als het plasmide in veel bacteriële cellen wordt geïntroduceerd, kunnen veel exemplaren van het gen relatief snel worden geproduceerd, vooral omdat bacteriecellen zich ongeveer om de 20 minuten repliceren.

Dit is het proces dat wordt gebruikt om menselijke insuline te maken. Het gen dat codeert voor insuline werd geïsoleerd en ingevoegd in een plasmide. Alle plasmiden die het insuline-gen bevatten werden vervolgens in een bacterie geïntroduceerd, waar ze werden gerepliceerd. De bacteriën bleven zich vervolgens repliceren, zodat in korte tijd vele miljoenen cellen met het insuline-gen kunnen worden aangemaakt. Dit gekloonde gen biedt nu een betrouwbare bron voor humane insuline.