<< Go Back

พลาสมิด เป็นโมเลกุล ดีเอ็นเอ ขนาดเล็กภายในเซลล์ที่แยกทางร่างกายจาก DNA ของโครโมโซม และสามารถทำซ้ำได้อย่างอิสระ พวกเขาส่วนใหญ่พบว่ามีขนาดเล็กเป็นวงกลมสองข้างติดอยู่ใน แบคทีเรีย ดีเอ็นเอโมเลกุล; อย่างไรก็ตาม plasmids บางครั้งมีอยู่ใน สิ่งมีชีวิตที่อาศัย อยู่ใน ยุคอาร์คาเดีย และ eukaryotic ในธรรมชาติ plasmids มักมียีนที่อาจเป็นประโยชน์ต่อการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตเช่น ความต้านทานยาปฏิชีวนะ ในขณะที่โครโมโซมมีขนาดใหญ่และมีข้อมูลทางพันธุกรรมที่จำเป็นสำหรับการอยู่ภายใต้สภาวะปกติ plasmids มักมีขนาดเล็กมากและมีเฉพาะยีนเพิ่มเติมที่อาจเป็นประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิตภายใต้สถานการณ์บางอย่างหรือโดยเฉพาะอย่างยิ่ง plasmids เทียมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะ vectors ใน การโคลนโมเลกุล เพื่อทำหน้าที่ผลักดันการทำซ้ำของลำดับ ดีเอ็นเอ ของ recombinant ภายในสิ่งมีชีวิตที่เป็นโฮสต์ ในห้องปฏิบัติการ plasmids อาจถูกนำเข้าไปในเซลล์ผ่านการ เปลี่ยนแปลง
Plasmids ถือเป็น replicons หน่วย DNA ที่สามารถทำซ้ำได้เองภายใน host ที่เหมาะสม อย่างไรก็ตามพลาสมิดเช่น ไวรัส ไม่ได้จัดเป็น ชีวิต Plasmids จะถูกส่งผ่านจากแบคทีเรียหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่ง (แม้กระทั่งของอีกสายพันธุ์หนึ่ง) ส่วนใหญ่ผ่านการ ผันคำกริยา การถ่ายทอดพันธุกรรมของโฮสต์กับโฮสต์นี้เป็นกลไกหนึ่งในการ ถ่ายทอดยีนในแนวนอน และ plasmids ถือเป็นส่วนหนึ่งของ mobilome ซึ่งแตกต่างจากไวรัส (ซึ่งบรรจุสารพันธุกรรมไว้ในเสื้อคลุมโปรตีนป้องกันที่เรียกว่า capsid ) plasmids เป็น "เปลือยกาย" ดีเอ็นเอและไม่ได้เข้ารหัสยีนที่จำเป็นในการบรรจุวัสดุทางพันธุกรรมสำหรับการถ่ายโอนไปยังพื้นที่ใหม่ อย่างไรก็ตามบางชั้นของ plasmids เข้ารหัส conjugative "เพศ" pilus จำเป็นสำหรับการถ่ายโอนของตนเอง ขนาดของพลาสมิดแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1 ถึง 200 กิโล บิตต่อบาร์เรล และจำนวน plasmids เหมือนกันใน เซลล์ เดียวสามารถมีได้ตั้งแต่หนึ่งถึงพันในบางกรณี
ความสัมพันธ์ระหว่างจุลินทรีย์กับดีเอ็นเอ plasmid ไม่ได้เป็นปรสิตและไม่ใส่ใจซึ่งกันและกันเพราะแต่ละคนมีนัยสำคัญต่อการปรากฏตัวของสายพันธุ์ที่เป็นอิสระ  ที่อาศัยอยู่ในสภาพที่เป็นอันตรายหรือเป็นพาหะกับสิ่งมีชีวิตที่เป็นเจ้าภาพ แต่ plasmids เป็นกลไกในการถ่ายโอนยีนในแนวนอนภายในประชากรจุลินทรีย์และโดยทั่วไปจะให้ข้อดีในการเลือกภายใต้สภาวะแวดล้อมที่กำหนด Plasmids อาจมียีนที่ให้ ความต้านทานต่อ ยาปฏิชีวนะที่ เกิดขึ้นตามธรรมชาติใน โพรงที่ มีการแข่งขันกันหรือโปรตีนที่ผลิตอาจทำหน้าที่เป็น สารพิษ ภายใต้สถานการณ์เดียวกันหรือปล่อยให้สิ่งมีชีวิตใช้สารประกอบอินทรีย์เฉพาะซึ่งจะเป็นประโยชน์เมื่อสารอาหารไม่เพียงพอ

History / ประวัติ
คำ พลาสมิด ได้รับการแนะนำในปี 1952 โดย นักชีววิทยาโมเลกุล ชาวอเมริกัน Joshua Lederberg เพื่ออ้างถึง "ปัจจัยทางพันธุกรรมพิเศษใด ๆ ที่เกี่ยวกับพันธุกรรม" extrachromosomally อย่างน้อยหนึ่งส่วนของวงจรการจำลองแบบของมัน แต่เนื่องจากคำอธิบายที่รวมถึงเชื้อแบคทีเรียไวรัสความคิดของ plasmid ได้รับการขัดเกลาในช่วงเวลาที่จะประกอบด้วยองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่ทำซ้ำ autonomously ต่อมาในปี พ.ศ. 2511 ได้มีการตัดสินใจว่าคำว่าพลาสมิดควรได้รับการรับรองตามคำจำกัดความขององค์ประกอบทางพันธุกรรมพิเศษ และเพื่อแยกความแตกต่างออกไปจากไวรัสคำจำกัดความนี้ถูก จำกัด ให้เป็นองค์ประกอบทางพันธุกรรมที่มีอยู่โดยเฉพาะหรือเด่นกว่าด้านนอก โครโมโซมและสามารถทำซ้ำได้เอง

สมบัติและลักษณะเฉพาะ
เพื่อให้ plasmids สามารถทำซ้ำได้อย่างอิสระภายในเซลล์พวกเขาต้องมี DNA ที่สามารถทำหน้าที่เป็น แหล่งกำเนิดของการจำลองแบบ ได้ หน่วยจำลองตัวเองในกรณีนี้ plasmid เรียกว่า replicon แบคทีเรีย replicon ทั่วไปอาจประกอบด้วยหลายองค์ประกอบเช่นยีนสำหรับโปรตีนเริ่มต้นการจำลองแบบเฉพาะ plasmid (Rep) หน่วยซ้ำที่เรียกว่า iterons กล่อง DnaA และภูมิภาคที่อุดมด้วย AT ที่อยู่ติดกัน plasmids ขนาดเล็กใช้ประโยชน์จากเอนไซม์ replicative โฮสต์เพื่อทำสำเนาของตัวเองในขณะ plasmids ขนาดใหญ่อาจมียีนที่เฉพาะเจาะจงสำหรับ
การทำซ้ำของ Plasmids เหล่านั้น plasmids บางชนิดสามารถแทรกเข้าไปในโครโมโซมของโฮสต์และ Plasmids แบบบูรณาการเหล่านี้บางครั้งเรียกว่า episomes ใน prokaryotes
Plasmids มักจะมียีนอย่างน้อยหนึ่งตัว ยีนจำนวนมากที่ถือโดยพลาสมิดมีประโยชน์ต่อเซลล์เจ้าบ้านเช่น  การทำให้เซลล์เจ้าบ้านสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่อาจเป็นอันตรายถึงชีวิตหรือมีข้อ จำกัด ในการเจริญเติบโตได้ บางส่วนของยีนเหล่านี้จะเข้ารหัสลักษณะของความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะหรือความต้านทานต่อโลหะหนักในขณะที่บางชนิดอาจก่อให้ เกิดความรุนแรง ที่ทำให้แบคทีเรียสามารถตั้งอาณานิคมเป็นเจ้าภาพและเอาชนะการป้องกันได้หรือมีกลไกการเผาผลาญ  เฉพาะที่ทำให้แบคทีเรียสามารถใช้ประโยชน์สารอาหารได้โดยเฉพาะ ความสามารถในการย่อยสลายสารประกอบอินทรีย์ที่ดื้อรั้นหรือเป็นพิษ plasmids ยังสามารถให้แบคทีเรียที่มีความสามารถในการ แก้ไขไนโตรเจน อย่างไรก็ตาม plasmids บางตัวไม่มีผลต่อลักษณะของเซลล์ต้นกำเนิดหรือเป็นประโยชน์ต่อเซลล์เจ้าบ้านและพลาสมิดเหล่านี้เรียกว่า plasmids คลุมเครือ
plasmids ธรรมชาติที่เกิดขึ้นแตกต่างกันอย่างมากในคุณสมบัติทางกายภาพของพวกเขา ขนาดของพวกเขามีตั้งแต่ขนาดเล็กมาก plasmids น้อยกว่า 1 คู่ kilobase (Kbp) เพื่อ megaplasmids ขนาดใหญ่มากหลายคู่ megabase (Mbp) ที่ปลายด้านบนเล็กน้อยสามารถแยกความแตกต่างระหว่าง megaplasmid และ minichromosome Plasmids โดยทั่วไปเป็นวงกลม แต่ตัวอย่าง plasmids เชิงเส้นเป็นที่รู้จักกัน plasmids เหล่านี้ต้องมีกลไกเฉพาะเพื่อทำซ้ำปลายของพวกเขา
Plasmids อาจอยู่ในเซลล์แต่ละเซลล์ในจำนวนที่แตกต่างกันตั้งแต่หนึ่งถึงหลายร้อย จำนวนสำเนาปกติของ plasmid ที่อาจพบได้ในเซลล์เดียวเรียกว่า จำนวนสำเนา และกำหนดโดยวิธีที่การเริ่มต้นการจำลองแบบถูกควบคุมและขนาดของโมเลกุล Plasmids ขนาดใหญ่มักจะมีจำนวนสำเนาที่ต่ำกว่า จำนวนสำเนาต่ำ plasmids ที่มีอยู่เพียงหนึ่งหรือสองสามสำเนาในแต่ละแบคทีเรียเป็นเมื่อ แบ่งเซลล์ ในอันตรายของการสูญหายในหนึ่งแยกแบคทีเรีย. plasmids สำเนาเดียวมีระบบที่พยายามกระจายสำเนาไปยังเซลล์ลูกสาวอย่างแข็งขัน ระบบเหล่านี้ซึ่งรวมถึง ระบบ parabs และ parMRC มักเรียกว่า ระบบ พาร์ทิชันหรือฟังก์ชันพาร์ทิชันของ plasmid

การจัดประเภทและประเภท
Plasmids สามารถจำแนกได้หลายวิธี Plasmids สามารถแบ่งได้เป็น plasmids conjugative และ plasmids ไม่ conjugative plasmids ผันมีชุดของยีนโอนหรือ tra ที่ส่งเสริมการผันคำกริยาทางเพศระหว่างเซลล์ที่แตกต่างกัน plasmid อาจถูกถ่ายโอนจากแบคทีเรียหนึ่งไปยังอีกทางหนึ่งผ่านทางเพศ pili ที่ เข้ารหัสโดยยีนบางชนิดของ tra (ดูรูป) plasmids ไม่ใช่ conjugative ไม่สามารถเริ่มต้น conjugation ดังนั้นพวกเขาสามารถถ่ายโอนได้เฉพาะด้วยความช่วยเหลือของ conjugative plasmids ระดับกลางของ plasmids สามารถเคลื่อนย้ายได้และมีเพียงยีนที่จำเป็นสำหรับการถ่ายโอนเท่านั้น พวกเขาสามารถ parasitize plasmid conjugative, ถ่ายโอนที่ความถี่สูงเฉพาะในสถานะของ Plasmids สามารถจำแนกได้เป็นกลุ่มที่เข้ากันไม่ได้ จุลินทรีย์สามารถจัด plasmids ชนิดต่างๆได้ แต่ plasmids ต่างๆสามารถมีอยู่ในเซลล์แบคทีเรียเดียวถ้าเข้ากันได้ ถ้า plasmids สองตัวไม่สามารถทำงานร่วมกันได้จะทำให้สูญเสียเซลล์เหล่านี้ออกไปได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้น plasmids ที่แตกต่างกันอาจถูกกำหนดให้กับกลุ่มที่เข้ากันไม่ได้กันขึ้นอยู่กับว่าพวกเขาสามารถอยู่ร่วมกันได้หรือไม่ Plasmids ไม่เข้ากัน (อยู่ในกลุ่มที่เข้ากันไม่ได้เหมือนกัน) ปกติจะใช้กลไกการจำลองแบบเดียวกันหรือแบ่งพาร์ติชันเดียวกันดังนั้นจึงไม่สามารถเก็บไว้ในเซลล์เดียวได้
อีกวิธีหนึ่งในการจำแนก plasmids คือตามฟังก์ชัน มีห้าชั้นเรียนหลัก:
1. Fertility F-plasmids ซึ่งมียีนที่เป็น พาหะ พวกเขามีความสามารถในการ ผันคำกริยา และผลในการแสดงออกของเพศ pili
2. plasmids ความต้านทาน (R) ซึ่งมียีนที่ให้ความต้านทานต่อ ยาปฏิชีวนะ หรือ สารพิษ ที่รู้จักในอดีตว่าเป็นปัจจัย R ก่อนที่ธรรมชาติของ plasmids จะเข้าใจ
3. Col plasmids ซึ่งมียีนที่มีรหัส แบคทีเรีย ซึ่งเป็น โปรตีน ที่สามารถฆ่าแบคทีเรียชนิดอื่นได้
4. plasmids สลายตัวซึ่งช่วยให้การย่อยสลายสารผิดปกติเช่น โทลูอีน และ กรดซาลิไซลิก
5. พลาสมิด ไวรัส ซึ่งทำให้แบคทีเรียกลายเป็น เชื้อโรค Plasmids สามารถอยู่ในกลุ่มที่ทำงานได้มากกว่าหนึ่งกลุ่ม

การบำรุงรักษา Plasmid
พลาสมิดหรือเชื้อจุลินทรีย์บางชนิดประกอบด้วย ระบบติดยาเสพติด หรือ ระบบ ฆ่านรก postsegregational (PSK) เช่นระบบ hok / sok (host killing / suppressor of killing) ของ plasmid R1 ใน Escherichia coli ตัวแปรนี้ทำให้ทั้ง ยาพิษ และ ยาอายุวัฒนะ สั้น ๆ ได้มีการอธิบายไว้ใน วรรณคดี และใช้ในการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีชีวภาพ (หมัก) หรือ biomedical (วัคซีน) เซลล์ลูกสาวที่เก็บสำเนาของพลาสมิดรอดในขณะที่เซลล์ลูกสาวที่ไม่ได้รับมรดก plasmid ตายหรือทนทุกข์ทรมานอัตราการเจริญเติบโตที่ลดลงเนื่องจากสารพิษที่ค้างอยู่จากเซลล์แม่ สุดท้ายผลผลิตโดยรวมอาจเพิ่มขึ้น
ในทางตรงกันข้ามแทบทุก plasmids ที่ใช้เทคโนโลยีชีวภาพ (เช่น pUC18, pBR322 และเวคเตอร์ที่ได้รับ) ไม่มีระบบติดพิษพิษ - แอนติทอกซินดังนั้นจึงจำเป็นต้องเก็บภายใต้แรงกดดันยาปฏิชีวนะเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสีย plasmid

การสกัดดีเอ็นเอของ plasmid
ตามที่พาดพิงถึงข้างต้น plasmids มักใช้เพื่อทำให้บริสุทธิ์ลำดับเฉพาะเนื่องจากสามารถล้างออกจากส่วนที่เหลือของจีโนมได้ง่าย สำหรับการใช้เป็นพาหะและ โคลนโมเลกุล plasmids มักจะต้องแยกออกจากกัน
มีหลายวิธีที่จะ แยก DNA plasmid ออกจากแบคทีเรียซึ่ง archetypes มีลักษณะ miniprep และ maxiprep / bulkprep ก่อนหน้านี้สามารถใช้เพื่อหาได้อย่างรวดเร็วว่า plasmid ถูกต้องหรือไม่ในหลาย ๆ โคลนของแบคทีเรีย ผลผลิตเป็นจำนวนน้อยของดีเอ็นเอพลาสมิดไม่บริสุทธิ์ซึ่งเพียงพอสำหรับการวิเคราะห์โดยการ จำกัด การย่อย และเทคนิคการโคลนนิ่งบาง
ในช่วงหลังมีการเติบโตของแบคทีเรียระงับการเจริญเติบโตมากขึ้นจากการที่สามารถทำ maxi-prep ได้ ในสาระสำคัญนี้เป็น miniprep ปรับขนาดขึ้นตามด้วยการทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติม ส่งผลให้ปริมาณดีเอ็นเอพลาสมิดบริสุทธิ์มาก (หลายร้อยไมโครกรัม)
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้มีการสร้างชุดการค้าจำนวนมากเพื่อทำการสกัด plasmid ในระดับต่างๆความบริสุทธิ์และระดับของระบบอัตโนมัติ บริการเชิงพาณิชย์สามารถจัดเตรียมดีเอ็นเอ plasmid ในราคาที่เสนอไว้ต่ำกว่า $ 300 / mg ในปริมาณมิลลิกรัมและ $ 15 / mg ในปริมาณ gram (ต้นปี 2007)

 

                 https://en.wikipedia.org/wiki/Plasmid

 

<< Go Back