Plasmider är små, cirkulära DNA -molekyler som finns i bakterier och vissa andra mikroorganismer. De finns oberoende av bakteriekromosomen och kan replikera autonomt, vilket innebär att de kan göra kopior av sig själva. Denna unika funktion gör plasmider idealiska verktyg för genteknik.
Så här fungerar plasmider och hur de används för att skapa transgena organismer:
1. Plasmidstruktur:
- Plasmider innehåller vanligtvis gener som ger bakterierna fördelar, såsom antibiotikaresistens.
- De har specifika sekvenser som kallas ursprung för replikation (ORI) som gör att de kan replikera självständigt.
- De har också restriktionsenzymplatser , som är specifika DNA -sekvenser som kan skäras med restriktionsenzymer.
2. Geninsättning i plasmid:
- Intressgenen (den vi vill införa i en annan organisme) isoleras först från sin ursprungliga källa.
- Samma begränsningsenzym används för att skära både plasmiden och genen av intresse, vilket skapar matchande klibbiga ändar.
- Genen sätts sedan in i plasmiden, vilket skapar en rekombinant plasmid .
- Plasmiden och genen förenas sedan med användning av ett enzym som kallas DNA -ligas .
3. Introduktion av plasmiden i organismen:
- Den rekombinanta plasmiden införs sedan i värdorganismen, vanligtvis en bakterie.
- Denna process kallas transformation , där bakterierna tar upp plasmiden.
- En gång inuti värden replikerar och uttrycker plasmiden den insatta genen och producerar önskat protein eller drag.
4. Skapa transgena organismer:
- Den transgena organmen skapas nu genom att introducera den modifierade genen i målorganismen.
- Detta kan göras med olika metoder:
- Direkt injektion: Den rekombinanta plasmiden injiceras direkt i det befruktade ägget eller embryot.
- virala vektorer: Den rekombinanta plasmiden förpackas i ett virus, som sedan infekterar målcellerna.
- genpistol: Plasmiden är belagd på guldpartiklar och skjutas in i cellerna.
Exempel på transgena organismer skapade med plasmider:
- genetiskt modifierade grödor: Konstruerad för att vara resistenta mot skadedjur, herbicider eller har förbättrat näringsvärde.
- insulinproduktion: Bakterier är konstruerade för att producera humant insulin med användning av rekombinanta plasmider.
- genterapi: Rekombinanta plasmider levererar terapeutiska gener för att behandla genetiska sjukdomar.
Fördelar med att använda plasmider:
- lätt att manipulera: Plasmider är relativt små och deras DNA-sekvens är väl karakteriserad, vilket gör dem lätta att modifiera.
- Självreplikerande: Plasmider kan replikera oberoende och säkerställa höga kopieringsnummer för den insatta genen.
- mångsidig: Plasmider kan användas för att uttrycka ett brett spektrum av gener i olika organismer.
Sammanfattningsvis är plasmider ovärderliga verktyg för genteknik, vilket gör det möjligt för forskare att skapa transgena organismer med önskade egenskaper. Deras förmåga att replikera oberoende och bära utländska gener gör dem väsentliga för ett brett utbud av tillämpningar inom bioteknik och medicin.
