Τι είναι τα πλασμίδια;

Σε πολλά διαφορετικά βακτήρια, μικρά κυκλικά κομμάτια DNA μπορούν να βρεθούν στο κυτταρόπλασμα.Αυτοί οι κύκλοι DNA είναι γνωστοί ως πλασμίδια και είναι ξεχωριστά από το χρωμοσωμικό DNA ή το DNA που μεταφέρει τα γονίδια για τα κύτταρα βακτηρίων.Αρκετά αντίγραφα των πλασμιδίων είναι συχνά παρόντα ανά πάσα στιγμή στο βακτηριακό κύτταρο.Τα πλασμίδια διαδραματίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στη γενετική μηχανική, ιδιαίτερα στην κλωνοποίηση γονιδίων.

Όταν τα γονίδια κλωνοποιούνται, η διαδικασία συνήθως λαμβάνει χώρα μέσα στα βακτήρια.Προκειμένου να πάρει το γονίδιο που πρόκειται να κλωνοποιηθεί στα βακτήρια, είναι απαραίτητο ένας φορέας.Ένα πλασμίδιο είναι αυτό που χρησιμοποιείται ως φορέας, καθώς μπορεί να περάσει εύκολα από το ένα κελί στο άλλο.

Υπάρχουν πολλά βήματα που εμπλέκονται στην κλωνοποίηση γονιδίων πριν εισαγάγετε ένα πλασμίδιο σε ένα κύτταρο ξενιστή.Πρώτον, το γονίδιο που πρόκειται να αντιγραφεί πρέπει να απομονωθεί, όπως και τα πλασμίδια που πρόκειται να χρησιμοποιηθούν ως φορείς.Μόλις γίνει αυτό, το γονίδιο πρέπει να εισαχθεί στο πλασμίδιο DNA.Το πλασμίδιο στη συνέχεια εισάγεται στο βακτηριακό κύτταρο ξενιστή για αντιγραφή.

Για να απομονωθούν πλασμίδια από βακτηριακά κύτταρα, τα κύτταρα πρέπει αρχικά να υποβληθούν σε αγωγή με ένζυμα για να διασπαστούν τα κυτταρικά τοιχώματα των βακτηρίων.Το μεγαλύτερο χρωμοσωμικό DNA είναι το διαχωρισμένο από τα μικρότερα πλασμίδια χρησιμοποιώντας φυγοκεντρητή.Το απομονωμένο πλασμίδιο DNA είναι τώρα έτοιμο να έχει το γονίδιο που έχει εισαχθεί σε αυτό.

πλασμίδια αποτελούνται από έναν διπλό κλώνο DNA.Για να εισαγάγετε το επιθυμητό γονίδιο, το πλασμίδιο DNA κόβεται με ένζυμα περιορισμού.Αυτά τα ένζυμα κόβουν μόνο το DNA σε πολύ συγκεκριμένες αλληλουχίες νουκλεοτιδίων.Μόλις κοπεί το πλασμίδιο DNA, οι αλληλουχίες συνδέτη προστίθενται στα χαλαρά άκρα που συσχετίζονται με τα άκρα του γονιδίου που πρόκειται να εισαχθούν.Αυτό εξασφαλίζει ότι το γονίδιο ταιριάζει ακριβώς στο πλασμίδιο.

Μόλις το γονίδιο έχει εισαχθεί στο πλασμίδιο, είναι τώρα έτοιμο να εισαχθεί σε ένα ζωντανό βακτήριο.Τα βακτήρια αναπαράγουν τα πλασμίδια τους έτσι ώστε ένα μόνο κύτταρο να μπορεί να περιέχει πολλά αντίγραφα.Μπορεί να υπάρχουν έως και 200 αντίτυπα ενός μόνο πλασμιδίου μέσα σε ένα βακτήριο.Εάν το πλασμίδιο εισάγεται σε πολλά βακτηριακά κύτταρα, πολλά αντίγραφα του γονιδίου μπορούν να παραχθούν σχετικά γρήγορα, ιδιαίτερα καθώς τα κύτταρα βακτηρίων αναπαράγονται περίπου κάθε 20 λεπτά.

Αυτή είναι η διαδικασία που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ανθρώπινης ινσουλίνης.Το γονίδιο που κωδικοποιεί την ινσουλίνη απομονώθηκε και εισήχθη σε πλασμίδιο.Όλα τα πλασμίδια που περιείχαν το γονίδιο ινσουλίνης εισήχθησαν έπειτα σε ένα βακτήριο, όπου αντιγράφηκαν.Τα βακτήρια συνέχισαν να αναπαράγονται, έτσι ώστε πολλά εκατομμύρια κύτταρα που περιέχουν το γονίδιο ινσουλίνης να μπορούν να δημιουργηθούν σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα.Αυτό το κλωνοποιημένο γονίδιο παρέχει τώρα μια αξιόπιστη πηγή για την ανθρώπινη ινσουλίνη.