پلاسمید ها در موجوداتی غیر از باکتری ها
یک مولکول DNA به منظور فعالیت به عنوان یک حامل در کلون سازی ژن لازم است دارای چندین ویژگی باشد. مهمترین ویژگی توانایی همانند سازی درون سلول میزبان است تا ملکول DNA نو ترکیب درنسخه های متعدد تولید شود و سرانجام به سلول های دختری منتقل گردد. علاوه بر این لازم است که حامل کلون سازی نسبتا کوچیک باشد به طوری که اندازه کمتر از 10KB مناسب است. زیرا مولکول های بزرگ در طی فرایند تخلیص میشکنند و دستورزی آنها دشوار است.دو نوع مولکول DNA به نام پلاسمید ها و کروموزوم های باکتریوفاژ که مطابق با این معیارها هستند در سلول باکتری یافت میشوند. در این مقاله میخواهیم درباره حضور این وکتورها در موجوداتی غیر از باکتری صحبت کنیم.
برای خرید کیت استخراج پلاسمید کلیک کنید
پلاسمیدها
پلاسمیدها مولکول های حلقوی هستند که به شکل مستقل در سلول باکتری حضور دارند.
پاسمید ها در موجوداتی غیر از باکتری ها
تقریبا همیشه پلاسمید ها یک یا چند ژن حمل میکنند. که این ژن ها مسئول نمایش یک ویژگی مهم در میزبان باکتری هستند. برای مثال توانایی زنده ماندن آنها در غلظت هایی از آنتی بیوتیک در باکتری می باشد.
در آزمایشگاه اغلب مقاومت به آنتی بیوتیک به عنوان یک نشانگر انتخابی برای اطمینان از وجود یک پلاسمید خاص در باکتری ها استفاده میشود . بیشتر پلاسمید ها دارای حداقل یک توالی DNA هستند که به عنوان یک منبع همانند سازی عمل میکند بنابر این توانایی تکثیر مستقل ازکروموزوم باکتریایی را دارند.
RP4 ژن های مقاومت به آمپی سیلین تتراسایکلین و کانامایسین را حمل میکند تنها سلول های Ecoli دارای RP4 دارای توانایی بقا و رشد در محیط حاوی مقدار سمی یک یا تعدادی از این آنتی بیوتیک ها می باشد.
پلاسمیدهای کوچک تر از آنزیم های همانند سازی DNA سلول میزبان به منظور ساخت نسخه های خود استفاده میکنند در حالی که تعدادی از پلاسمید های بزرگ تر ژن هایی را حمل میکنند که اختصاصی همانند سازی پلاسمید هستند. چند نوع از پلاسمید ها با ورود به کروموزوم باکتری هماند سازی میکنند
این پلاسمید های داخل شونده به اپی زوم ها ممکن است در پی چندین تقسیم سلولی به صورت پایدار به همین شکل حفظ شوند با این وجود همیشه در مراحلی از چرخه زندگی باکتری به شکل عناصر منتقل حضور دارند.
ب
a یک پلاسمید که وارد ژنوم نمیشود b یک اپی زوم
طبقه بندی پلاسمید ها
به طورطبیعی مفید ترین طبقه بندی بر اساس ژن اصلی کد شده توسط ژن های پلاسمید انجام میشود با توجه به این طبقه بندی پنج نوع اصلی پلاسمیئ ها به شرح زیر میباشد.
پلاسمید بارور یا پلاسمید F
این پلاسمید تنها ژن های TRA را حمل میکنند و به غیر از نوانایی پیشبرد انتقال جنسی پلاسمید مشخصه دیگری ندارد.
پلاسمیدهای مقاومت یاR
این پلاسمید ژن های مقاومت میزبان باکتریایی به یک یا تعداد بیشتر از عوامل ضد باکتریایی مانند کلرامفنیکل آمپی سیلین و جیوه را حمل میکنند.پلاسمید R در میکروب شناسی بالینی اهمیت دارد زیرا گسترش آم از طریق جمعیت طبیعی میتواند پیامد های عمیقی در درمان عفونت های باکتریایی داشته باشد. به عنوان مثال RP4 که به شکل معمول در سودووناس وجود دارد در بسیاری از با کتری های دیگر هم وجود دارد .
پلاسمید COL
این پلاسمید کولی سین را کد میکند که پروتئینی است که دیگر باکتری هارا میکشد ColE1 از باکتری E.coli مثالی از آن میباشد.
پلاسمید های تجزیه کننده
این پلاسمید به باکتری های غیر میزبان اجازه متابولیز مولکول های غیر معمول مانند تولئین و اسید سالیسیلیک را میدهد.
TOL سودوموناس پوتیدا مثالی از آن است.
پلاسمید بیماری زا
این پلاسمید ها در بیماری زایی باکتری میزبان مشارکت دارند مانند پلاسمید TI در باکتری آگروباکتریوم تومه فاشینس که عامل بیماری گال در گیاهان دولپه است.
پلاسمید ها در موجوداتی غیر از باکتری ها
اگرچه پلاسمید ها در باکتری ها طیف گسترده ای دارند به هیچ وجه در موجودات دیگر به این شکل رایج نیستند . شناخته شده ترین پلاسمید یوکاریوتی پلاسمید حلقه ای 2PM است که در بسیاری از سویه های مخمر ساکارومایسس سریسیه وجود دارد کشف پلاسمید 2 PM اتفاق بسیار بزرگی بود به طودی که منجر به ساخت حامل کلون سازی برای این ارگانیسم صنعتی مهم شد.
پلاسمیدها در آرکی ها
آرکی ها، که به عنوان یکی از سه دامنه اصلی حیات شناخته میشوند، نیز پلاسمیدها را در خود دارند. پلاسمیدها در آرکی ها میتوانند ژن های مقاوم به شرایط سخت محیطی مانند دماهای بالا، شوری زیاد و pHهای افراطی را حمل کنند. این پلاسمیدها به آرکی ها کمک میکنند تا در محیط های بسیار سخت زنده بمانند و تکثیر شوند.
پلاسمیدها در یوکاریوت ها
در یوکاریوت ها، پلاسمیدها به ندرت یافت میشوند، اما در برخی موارد خاص وجود دارند. به عنوان مثال، در برخی از قارچ ها و جلبک ها پلاسمیدها مشاهده شده اند. این پلاسمیدها میتوانند ژن های مفیدی را حمل کنند که به بقای این موجودات در شرایط خاص کمک میکنند.
پلاسمیدها در گیاهان
در گیاهان، پلاسمیدها به طور طبیعی وجود ندارند، اما از پلاسمیدها به عنوان ابزارهای مهندسی ژنتیک استفاده میشود. پلاسمیدهای Ti و Ri که از باکتری آگروباکتریوم به دست می آیند، به طور گستردهای در مهندسی ژنتیک گیاهان استفاده میشوند. این پلاسمیدها میتوانند ژن های مورد نظر را به گیاهان منتقل کنند و باعث ایجاد صفات جدید در گیاهان شوند.
پلاسمیدها در حیوانات
در حیوانات نیز پلاسمیدها به طور طبیعی وجود ندارند، اما در تحقیقات ژنتیکی و بیوتکنولوژی از پلاسمیدها به عنوان ابزارهای انتقال ژن استفاده میشود. پلاسمیدها میتوانند ژن های خاصی را به سلول های حیوانی منتقل کنند و به مطالعه عملکرد ژن ها و درمان بیماری های ژنتیکی کمک کنند.
کاربرد پلاسمیدها در بیوتکنولوژی
پلاسمیدها به عنوان ابزارهای مهمی در بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک استفاده میشوند. از پلاسمیدها برای تولید پروتئین های دارویی، واکسن ها، و آنزیم های صنعتی استفاده میشود. همچنین، پلاسمیدها در تحقیقات پایه برای مطالعه عملکرد ژن ها و مسیرهای بیوشیمیایی مورد استفاده قرار میگیرند.
نتیجه گیری
پلاسمیدها نه تنها در باکتری ها بلکه در موجودات دیگر نیز نقش های مهمی ایفا میکنند. این مولکول های کوچک DNA میتوانند ژن های مفیدی را حمل کنند که به بقای موجودات در شرایط مختلف کمک میکنند. همچنین، پلاسمیدها ابزارهای قدرتمندی در بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک هستند که به پیشرفت های علمی و پزشکی کمک میکنند.
در کارآموزی مهندسی ژنتیک در شرکت پویاژن آزما شما استخراج پلاسمید را هم آموزش میبینید و هم خودتان انجام میدهید. همچنین روش های بررسی خطا و حل مشکلات در کل تکنیک ها به شما توضیح داده خواهد شد. ما در این دوره ها تجربیات چند ساله در انجام تکنیک ها و رفع خطاهای احتمالی را به شما آموزش میدهیم. برای اطلاعات بیشتر از این دوره ها کلیک کنید.
منابع
کتاب مهندسی ژنتیک براون
سایت bitesizebio
