Τι είναι ένα ανασυνδυασμένο πλασμίδιο;

Ένα πλασμίδιο είναι ένα κυκλικό κομμάτι DNA που βρίσκεται σε πολλά βακτήρια.Το πιο αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό των πλασμιδίων είναι ότι αναπαράγουν ανεξάρτητα από το κύριο DNA του ξενιστή.Συχνά χρησιμοποιείται ένα πλασμίδιο στην τεχνολογία ανασυνδυασμένης κλωνοποίησης για να κλωνοποιήσει πρόσφατα απομονωμένα γονίδια.Είναι επίσης πολύ συνηθισμένο να χρησιμοποιείτε ένα ανασυνδυασμένο πλασμίδιο για να εκφράσετε μεγάλες ποσότητες γνωστού γονιδίου για να αποκτήσετε RNA ή πρωτεΐνη από αυτό.Μια τέτοια ανασυνδυασμένη γονιδιακή έκφραση ήταν απαραίτητη για τη βιομηχανία βιοτεχνολογίας.

Ανασυνδυασμένα πλασμίδια αναπτύχθηκαν αρχικά στον εργαστηριακό αρουραίο του βακτηριακού κόσμου, Escherichia coli .Πολλοί άλλοι τύποι βακτηρίων μπορούν να φιλοξενήσουν τέτοια πλασμίδια.Αυτά τα κομμάτια του αυτο-αναπαραγωγικού DNA μπορούν να μεταφερθούν φυσικά μεταξύ διαφορετικών τύπων βακτηρίων.Παρ 'όλα αυτά, ήταν μερικές φορές δύσκολο να εισαχθούν τα ανασυνδυασμένα πλασμίδια σε άλλα είδη βακτηρίων.

Η κύρια διαδικασία για την εισαγωγή του DNA σε άλλα κύτταρα είναι γνωστή ως μετασχηματισμός, στον οποίο τα βακτήρια αντιμετωπίζονται με χημικές ουσίες που τους καθιστούν πιο πιθανό να αναλάβουν το ξένο DNA.Μια άλλη τεχνική περιλαμβάνει συγκλονιστικά τα βακτήρια με ηλεκτρικό ρεύμα.Αυτό είναι γνωστό ως ηλεκτροδιάτρηση.

Λόγοι για τη δημιουργία ενός ανασυνδυασμένου πλασμιδίου ποικίλλει.Συχνά όταν το DNA απομονώνεται για πρώτη φορά από έναν συγκεκριμένο ιστό ή οργανισμό, μετατρέπεται σε πλασμίδια για να δημιουργήσει μια βιβλιοθήκη.Στη συνέχεια, το DNA μπορεί να εξαχθεί από μεμονωμένες αποικίες.Στη συνέχεια, μπορούν να εξεταστούν με αλληλουχία DNA για να προσδιορίσουν τους τύπους γονιδίων, εάν οι αλληλουχίες υπάρχουν σε μια βάση δεδομένων.Μερικές φορές τα γονίδια με άγνωστες λειτουργίες κλωνοποιούνται. Σε άλλες περιπτώσεις, το γονιδιακό προϊόν είναι γνωστό, αλλά οι ερευνητές επιθυμούν να εκφράσουν μεγάλα ποσά για περαιτέρω μελέτη.Το γονίδιο μπορεί να κλωνοποιηθεί σε ανασυνδυασμένα πλασμίδια που είναι φορείς υπερβολικής έκφρασης.Σχεδιάζονται ειδικά για την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων RNA ή πρωτεΐνης.Αυτό ήταν ιδιαίτερα πολύτιμο για τις ανασυνδυασμένες ανθρώπινες πρωτεΐνες, οι οποίες προηγουμένως ήταν συχνά διαθέσιμες μόνο από τα πτώματα, καθιστώντας πολύ δύσκολο να μελετηθεί η λειτουργία ενός συγκεκριμένου γονιδίου.

Αρκετοί παράγοντες εμπλέκονται στην κατασκευή ενός πλασμιδίου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη μοριακή κλωνοποίηση.Το πλασμίδιο πρέπει να έχει έναν επιλέξιμο δείκτη.Αυτό καθιστά δυνατή την επιλογή ενός κελιού με το γονίδιο.Κανονικά, ο πληθυσμός των κυττάρων που στερείται του γονιδίου με τον δείκτη πολύ εκτός λειτουργίας της ποσότητας των κυττάρων που το μεταφέρουν.Γενικά, ένα ανασυνδυασμένο πλασμίδιο έχει αντίσταση σε ένα αντιβιοτικό ή μπορεί να αναπτυχθεί ελλείψει ενός συγκεκριμένου αμινοξέος.

Ένα τέτοιο πλασμίδιο χρειάζεται προέλευση αντιγραφής, ώστε να αρχίσει να συνθέτει το ανασυνδυασμένο DNA του.Επιπλέον, ένα ανασυνδυασμένο πλασμίδιο απαιτεί ένα σύνολο ειδικών αλληλουχιών για να επιτρέψει σε ένα ένζυμο περιορισμού να διασπά το DNA για να επιτρέψει την εισαγωγή ενός γονιδίου στον φορέα κλωνοποίησης.Υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός ενζύμων περιορισμού που είναι εξαιρετικά εξειδικευμένα για συγκεκριμένες αλληλουχίες DNA που πρέπει να υπάρχουν όταν το γονίδιο ξεκινά και τελειώνει.

Τα παραδοσιακά στελέχη των βακτηρίων έχουν χρησιμοποιηθεί για κλωνοποίηση DNA εδώ και δεκαετίες.Επιπλέον, υπάρχουν νέα κιτ που χρησιμοποιούν ειδικά κατασκευασμένα βακτηριακά στελέχη για να διευκολύνουν την υπερ-έκφραση του γονιδιακού προϊόντος.Συνδυάζουν την τεχνολογία για την κλωνοποίηση ενός γονιδίου με μια μέθοδο που επιτρέπει τον εύκολο καθαρισμό της πρωτεΐνης που εκφράζεται από το γονίδιο μόλις κλωνοποιηθεί στο ανασυνδυασμένο πλασμίδιο.