موضوع مقاله: پلاسمید | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # پلاسمید | مقدمه: دیسَک، پلاسمید یا پلازمید ، مولکول دی‌ان‌ای کوچکی‌است که به‌طور مجزا از کروموزوم در یاخته وجود دارد. | ## بخش 1: پلاسمید | پلازمیدها معمولاً به شکل یک مولکول دی‌ان‌ای دورشته‌ای حلقوی هستند (هرچند، گونه‌های خطی پلازمید نیز وجود دارند). هر پلازمید دارای یک محل آغاز همانندسازی (ori) است که همانندسازی پلازمید از آن نقطه شروع می‌شود. پلازمیدها در بسیاری از باکتری‌ها، آرکی‌ها (آرکی‌باکترها)، برخی قارچ‌ها مانند مخمر و گیاهان به‌طور طبیعی دیده می‌شوند اما می‌توان آن‌ها را به شکل مصنوعی تراریختی (ترانسفورماسیون) به سلول‌های جانوری نیز وارد کرد. در طبیعت، پلازمیدها می‌توانند موجب بهتر زنده‌ماندن جانداران شوند به‌طور مثال آن‌ها می‌توانند حامل ژن‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی باشند. پلازمیدها از طریق انتقال افقی ژن‌ها از یک باکتری به باکتری دیگر انتقال پیدا می‌کنند. پلازمیدها بیشتر اوقات از طریق هم‌یوغی (یکی از مکانیسم‌های انتقال افقی ژن‌ها) از یک جاندار به جاندار دیگر منتقل می‌شوند. واژهٔ پلازمید، اولین بار توسط زیست‌شناس آمریکایی جاشوآ لدربرگ در سال ۱۹۵۲ به‌کار گرفته شد. از پلازمیدها در مهندسی ژنتیک برای تکثیر یا بیان ژن یا ژن‌های خاصی استفاده می‌شود. این نوع از پلازمیدها به‌طور معمول دارای یک ژن مقاومت آنتی‌بیوتیکی (برای غربالگری) و یک جایگاه کلونینگ چندگانه یا polylinker است. جایگاه کلونینگ چندگانه، قطعهٔ کوچکی از پلازمید است که دارای چند جایگاه برش برای آنزیم‌های محدودالاثر مختلف است. باکتری‌هایی که پلازمید مورد نظر را داشته باشند، زنده می‌مانند زیرا ژن مقاومت آنتی‌بیوتیکی را بر روی پلازمید مورد نظر حمل می‌کنند اما باکتری‌هایی که پلازمید را نداشته باشند، می‌میرند. با استفاده از این روش (غربالگری با آنتی‌بیوتیک) می‌توان باکتری‌های دارای پلازمید را جدا ساخت و آن‌ها را به میزان زیاد تکثیر داد. | ## بخش 2: پلاسمید | برای کلون کردن قطعات یا ژن‌های بزرگ‌تر بایستی از فاژ لامبدا، کاسمیدها ، کروموزوم‌های مصنوعی باکتریایی یا کروموزوم‌های مصنوعی مخمری استفاده کرد. کاربردها مدل‌های بیماری دانشمندان از دیرباز با استفاده از پلازمیدها، سلول‌های بنیادی جنینی موش‌ها را تغییر می‌دادند تا بیماری‌های ژنتیکی را مدل‌سازی کنند. البته این امر با محدودیت‌هایی روبه‌رو بود که کاربرد گسترده‌تر آن در انسان را با چالش روبه‌رو می‌ساخت. با این حال، پیشرفت در زمینهٔ تکنیک‌های نوترکیبی در ویروس‌های مرتبط با آدنو و نوکلئازهای انگشت روی در ایجاد مدل‌های بیماری‌های ژنتیکی انسانی بسیار مؤثر بوده‌اند. ژن‌درمانی موفقیت ژن‌درمانی بستگی به داخل‌سازی ژن دلخواه به درون کروموزوم انسان بدون ایجاد آسیب به سلول، ایجاد جهش‌های سرطان‌زا یا پاسخ ایمنی داشته‌است. استفاده از نوکلئازهای انگشت روی موجب نوترکیبی همولوگ در جایگاه خاصی از کروموزوم می‌شود. در یوکاریوت‌ها به‌طور معمول اپی‌زوم‌ها، دی‌اِن‌اِی‌های حلقوی بسته‌ای هستند که داخل هستهٔ سلول تکثیر پیدا می‌کنند مانند آدنوویروس‌ها، هرپس‌ویروس‌ها و پولیوماویروس‌ها. برخی از اپی‌زوم‌ها مانند هرپس‌ویروس‌ها از مکانیسم دایرهٔ غلتان برای تکثیر خود استفاده می‌کنند مانند آنچه که در مورد فاژهای باکتریایی اتفاق می‌افتد. برخی از آن‌ها از طریق مکانیسم همانندسازی دو جهته تکثیر پیدا می‌کنند (پلازمیدهای نوع تتا). پلازمیدهای غیر هم‌یوغی توانایی آغاز هم‌یوغی در باکتری‌ها را ندارند اما می‌توانند با کمک پلازمیدهای هم‌یوغی منتقل شوند. با این حال، پلازمیدهای مشابه یا هم‌خانواده اغلب ناسازگار هستند به‌طوری‌که فقط یکی از آن‌ها در سلول باقی خواهد ماند. این امر به دلیل تنظیم عملکردهای حیاتی آن‌ها اتفاق می‌افتد؛ بنابراین می‌توان پلازمیدها را در گروه‌های ناسازگاری مختلف طبقه‌بندی کرد. | ## بخش 3: پلاسمید | روش دیگر طبقه‌بندی پلازمیدها بر اساس عملکرد آن هاست: پلازمیدهای F یا پلازمیدهای باروری که دارای ژن‌های tra هستند. پلازمیدهای R یا پلازمیدهای مقاومت که ژن‌های مقاومت نسبت به آنتی‌بیوتیک‌ها یا ژن‌های توکسین‌ها (سموم) را حمل می‌کنند. پلازمیدهای تجزیه‌کننده که این توانایی را به باکتری می‌دهند تا ترکیبات غیرمعمول را تجزیه کنند مانند تولوئن و سالیسیلیک اسید. پلازمیدهای بیماری‌زایی که موجب تبدیل یک باکتری غیر بیماری‌زا به یک باکتری بیماری‌زا (پاتوژن) می‌شوند. تفاوت پلازمید با کروموزوم پلازمیدها، عناصری ژنتیکی هستند که ضرورت چندانی برای سلول ندارند و تنها برخی ویژگی‌ها را به باکتری‌ها می‌دهند که به بقای آن‌ها کمک می‌کند. آن‌ها می‌توانند مستقل از چرخهٔ سلولی به تعداد نامحدود (تعداد را نیاز سلول و شرایط محیطی تعیین می‌کند) تکثیر شوند. با این وجود، کروموزوم‌ها بسیار برای سلول حیاتی هستند و درصورت حذف هر یک از کروموزوم‌ها، سلول خواهد مرد. همانندسازی کروموزوم‌ها دقیقاً منطبق با چرخهٔ سلولی است و در هر چرخهٔ سلولی فقط یک بار همانندسازی انجام می‌شود. YIp، پلازمید الحاقی مخمری است که برای زنده ماندن و تکثیر وارد کروموزوم مخمر می‌شود. YRp، پلازمید همانندساز مخمری است که پایداری کمتری دارد و در هنگام جوانه زدن مخمر ممکن است از دست برود. امروزه از این‌گونه پلازمیدها، پس از انجام تغییراتی بر روی آن‌ها، برای انجام مهندسی ژنتیک در گیاهان، استفاده می‌شود. | ## جمع‌بندی | پلازمید در باکتری‌ها بیشتر باکتری‌ها دارای پلازمیدهایی هستند که به آن‌ها ویژگی‌های تازه‌ای مانند مقاومت به یک آنتی‌بیوتیک خاص، مصرف نوعی قند یا اسید آمینه، تولید رنگدانه، بیماری‌زایی، تجزیهٔ هیدروکربن‌ها یا مولکول‌های پیچیدهٔ شیمیایی و غیره می‌دهد.