En plasmid är en liten, cirkulär DNA-molekyl som förekommer naturligt i bakterier. Eftersom det replikerar oberoende under celldelning och förblir stabilt under långa perioder, fungerar plasmider som pålitliga vektorer för att lagra individuella gener - ungefär som böcker i ett bibliotek. De kan bära en mängd olika funktionella gener, inklusive antibiotikaresistensgener, transgener och reportergener. Dessa gener kan uppstå naturligt eller vara konstruerade av forskare för forskning och industriella tillämpningar.
Plasmider är en viktig drivkraft för bakteriell antibiotikaresistens. Resistensgenerna kodar för proteiner som skyddar värdcellen genom mekanismer som att aktivt pumpa ut antibiotika, enzymatiskt nedbryta dem eller kemiskt modifiera läkemedlet så att det inte längre binder sitt mål. I laboratoriemiljöer fungerar dessa gener som valbara markörer:endast bakterier som har införlivat plasmiden överlever antibiotikabehandling, vilket gör det möjligt för forskare att isolera framgångsrikt transformerade kolonier.
Inom genteknik används plasmider för att klona och uttrycka gener från olika organismer. Ett DNA-fragment utskuret från ett djur eller växt och infogat i en bakteriell plasmid kallas en transgen. Det resulterande rekombinanta DNA:t – omfattande sekvenser från två distinkta arter – möjliggör kontrollerad studie och manipulering av genen av intresse i en bakterievärd.
För att visuellt bekräfta närvaron av plasmidburet DNA inkluderar plasmider ofta reportergener. Grönt fluorescerande protein (GFP) fluorescerar grönt under ultraviolett belysning, medan lacZ-genen kodar för β‑galaktosidas, som klyver det färglösa substratet X‑gal till en blå produkt. Kolonier som hyser reportergenen verkar alltså blåa, vilket ger en snabb screeningsmetod.
Konjugering tillåter bakterier att överföra plasmider direkt till varandra via en sexpilus - en smal, rörformig struktur som förbinder två celler. Plasmiden som är ansvarig för att möjliggöra denna process är F-faktorn, eller fertilitetsfaktorn. Genom att infoga rekombinant DNA i en F-faktorplasmid kan forskare flytta främmande gener mellan bakteriestammar, vilket underlättar genetiska studier och bioteknisk produktion.
