Co to są plazmidy?

W obrębie wielu różnych bakterii w cytoplazmie można znaleźć małe okrągłe fragmenty DNA. Te koła DNA są znane jako plazmidy i są one oddzielone od chromosomalnego DNA lub DNA, który przenosi geny komórek bakterii. Kilka kopii plazmidów jest często obecnych jednocześnie w komórce bakteryjnej. Plazmidy odgrywają bardzo ważną rolę w inżynierii genetycznej, szczególnie w klonowaniu genów.

Kiedy geny są klonowane, proces zwykle zachodzi w bakteriach. Aby uzyskać gen, który ma zostać sklonowany do bakterii, konieczny jest wektor. Plazmid jest tym, który jest używany jako wektor, ponieważ może łatwo przechodzić z jednej komórki do drugiej.

Przed wstawieniem plazmidu do komórki gospodarza istnieje wiele etapów klonowania genów. Po pierwsze, gen, który ma zostać skopiowany, musi zostać wyizolowany, podobnie jak plazmidy, które mają być użyte jako wektory. Po wykonaniu tej czynności gen musi zostać wstawiony do plazmidowego DNA. Plazmid jest następnie wstawiany do bakteryjnej komórki gospodarza w celu replikacji.

Aby wyizolować plazmidy z komórek bakteryjnych, komórki muszą zostać wstępnie potraktowane enzymami w celu rozbicia ścian komórkowych bakterii. Większy chromosomalny DNA jest oddzielany od mniejszych plazmidów za pomocą wirówki. Wyizolowany plazmidowy DNA jest teraz gotowy do wstawienia do niego genu.

Plazmidy składają się z dwuniciowego koła DNA. Aby wstawić pożądany gen, plazmidowe DNA jest cięte enzymami restrykcyjnymi. Enzymy te tną DNA tylko w bardzo specyficznych sekwencjach nukleotydowych. Po wycięciu plazmidowego DNA sekwencje łączące są dodawane do luźnych końców, które korelują z końcami wstawianego genu. To zapewnia, że ​​gen dokładnie pasuje do plazmidu.

Po wstawieniu genu do plazmidu jest on gotowy do wstawienia do żywej bakterii. Bakterie replikują swoje plazmidy, dzięki czemu jedna komórka może zawierać wiele kopii. W jednej bakterii może znajdować się do 200 kopii pojedynczego plazmidu. Jeśli plazmid zostanie wprowadzony do wielu komórek bakteryjnych, wiele kopii genu można wytworzyć stosunkowo szybko, szczególnie gdy komórki bakteryjne replikują się co około 20 minut.

Jest to proces wykorzystywany do wytwarzania ludzkiej insuliny. Gen kodujący insulinę został wyizolowany i wstawiony do plazmidu. Wszystkie plazmidy zawierające gen insuliny zostały następnie wprowadzone do bakterii, gdzie zostały replikowane. Bakterie dalej się replikują, dzięki czemu w bardzo krótkim czasie można utworzyć wiele milionów komórek zawierających gen insuliny. Ten sklonowany gen stanowi obecnie niezawodne źródło ludzkiej insuliny.