Содержание
Плазмида - это маленький круглый фрагмент ДНК, обнаруженный в бактериях. Плазмиды стали полезными инструментами в биотехнологии, позволяя ученым объединять ДНК из разных организмов в непрерывный кусок ДНК. Плазмиды реплицируются сами по себе во время деления клеток и стабильны в течение длительных периодов, что означает, что они являются отличным средством для хранения отдельных генов, таких как книги в библиотеке. Плазмиды могут содержать следующие типы генов: гены устойчивости к антибиотикам, трансгены и репортерные гены. Эти типы плазмидных генов могут возникать естественным путем или создаваться учеными.
Гены устойчивости к антибиотикам
Плазмиды являются одной из причин, по которой бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам. Плазмиды содержат гены устойчивости к антибиотикам, которые производят белки, защищающие бактерии от вредных лекарств. Гены устойчивости к антибиотикам могут работать несколькими способами. Одним из них является откачка антибиотика из бактерий, чтобы антибиотик не мог связать свой целевой белок в клетке. Другой способ заключается в разложении антибиотика на мелкие кусочки. И еще один способ заключается в химическом изменении антибиотика, чтобы он больше не взаимодействовал с целевым белком. Гены устойчивости к антибиотикам также называют селектируемыми маркерами в плазмидах, поскольку они позволяют отбирать бактерии, обладающие устойчивостью, в пробирке после обработки антибиотиком.
трансгенов
В биотехнологии плазмиды широко используются для выделения гена из животного или растения и затем помещения его в бактерии, что облегчает модификацию и изучение этого гена. Сегмент ДНК, который ферментативно вырезается из организма и помещается в бактериальную плазмиду, называется трансгеном. Комбинация трансгена и плазмиды называется рекомбинантной ДНК, поскольку это ДНК двух разных видов, которые слиты вместе.
Reporter Genes
Бактерии могут иногда выбрасывать плазмиду, поэтому ученые, использующие плазмиды для создания рекомбинантной ДНК, часто хотят включить в плазмиду ген, который позволяет им визуально идентифицировать, в какой бактериальной колонии есть бактерии, которые содержат эту плазмиду. Чтобы легко визуализировать положительные колонии - те, которые имеют рекомбинантную ДНК - ученые включают репортерные гены в плазмиду. Распространенным репортерным геном является зеленый флуоресцентный белок (GFP), который светится зеленым в ультрафиолетовом свете. Другим распространенным репортерным геном является lacZ, который кодирует фермент, называемый бета-галактозидазой (бета-гал).Бета-гал расщепляет сахарную лактозу. Он также разбивает бесцветный химикат под названием X-gal на сахар и голубую молекулу. Таким образом, бактериальные колонии, имеющие репортер бета-гал, будут выглядеть голубыми
F-фактор
У бактерий есть способы передачи генетической информации друг другу. Одна бактерия может делиться своими плазмидами с другими бактериями через то, что называется конъюгацией. Сопряжение - это образование тонкой трубки, называемой половой пилус, которая соединяет одну бактерию с другой. Бактерия, которая расширяет половой пилус, затем копирует плазмиду и передает копию через трубку в другую бактерию. Плазмида, которая делает возможным конъюгацию, называется F-фактором или фактором фертильности. Рекомбинантная ДНК может быть вставлена в F-фактор, который перемещает чужеродную ДНК между бактериями.