Inhoud
Een plasmide is een klein cirkelvormig stuk DNA dat in bacteriën wordt gevonden. Plasmiden zijn nuttige hulpmiddelen geworden in de biotechnologie, waardoor wetenschappers DNA uit verschillende organismen kunnen combineren tot een continu stuk DNA. Plasmiden repliceren vanzelf tijdens celdeling en zijn stabiel gedurende lange periodes, wat betekent dat ze een geweldig hulpmiddel zijn voor het opslaan van individuele genen zoals boeken in een bibliotheek. Plasmiden kunnen de volgende soorten genen bevatten: resistentiegenen voor antibiotica, transgenen en reportergenen. Dit soort plasmidengenen kan van nature voorkomen of worden ontwikkeld door wetenschappers.
Antibiotische resistentiegenen
Plasmiden zijn een oorzaak van de resistentie van bacteriën tegen antibiotica. Plasmiden bevatten antibioticaresistentiegenen, die eiwitten produceren die de bacteriën tegen schadelijke medicijnen beschermen. Antibiotische resistentiegenen kunnen op verschillende manieren werken. Een daarvan is door het antibioticum uit de bacteriën te pompen, zodat het antibioticum zijn doeleiwit niet in de cel kan binden. Een andere is door het antibioticum in kleine stukjes te degraderen. En een andere is om het antibioticum chemisch te veranderen, zodat het niet langer interageert met zijn doeleiwit. Antibioticumresistentiegenen worden ook aangeduid als selecteerbare markers in plasmiden, omdat hiermee bacteriën met resistentie kunnen worden geselecteerd in een reageerbuis na behandeling met een antibioticum.
transgenen
In de biotechnologie worden plasmiden op grote schaal gebruikt om een gen van een dier of plant te isoleren en vervolgens in bacteriën te plaatsen, wat het gemakkelijker maakt om dat gen te modificeren en te bestuderen. Een DNA-segment dat enzymatisch uit een organisme wordt gesneden en in een bacterieel plasmide wordt geplaatst, wordt een transgen genoemd. De combinatie van het transgen en het plasmide wordt recombinant DNA genoemd, omdat het DNA van twee verschillende soorten is die aan elkaar zijn gefuseerd.
Reporter Genes
Bacteriën kunnen soms een plasmide uitschoppen, dus wetenschappers die plasmiden gebruiken om recombinant DNA te maken, willen vaak in het plasmide een gen opnemen waarmee ze visueel kunnen identificeren welke bacteriekolonie bacteriën heeft die dat plasmide bevatten. Om gemakkelijk positieve kolonies te visualiseren - die met het recombinante DNA - nemen wetenschappers reportergenen op in het plasmide. Een veelgebruikt reportergen is groen fluorescerend eiwit (GFP), dat groen oplicht onder ultraviolet licht. Een ander veel voorkomend reportergen is lacZ, dat codeert voor een enzym dat beta-galactosidase (beta-gal) wordt genoemd.Beta-gal breekt de suikerlactose uit elkaar. Het breekt ook een kleurloze chemische stof genaamd X-gal in een suiker en een blauw molecuul. Bacteriële kolonies met de bèta-gal-reporter worden dus blauw weergegeven.
F-Factor
Bacteriën hebben manieren om genetische informatie aan elkaar door te geven. De ene bacterie kan zijn plasmiden delen met een andere bacterie door wat conjugatie wordt genoemd. Vervoeging is de vorming van een dunne buis - de sekspilus genoemd - die de ene bacterie met de andere verbindt. De bacterie die de sexpilus verlengt, kopieert vervolgens een plasmide en geeft de kopie door de buis in de andere bacterie. Het plasmide dat conjugatie mogelijk maakt, wordt de F-factor of vruchtbaarheidsfactor genoemd. Recombinant DNA kan worden ingebracht in de F-factor, die het vreemde DNA tussen bacteriën pendelt.