Plasmid

Tính kháng kháng sinh

Plasmid thường chứa các gene hay nhóm gene (gene-cassettes) mang lại một ưu thế chọn lọc nào đó cho tế bào vi khuẩn chứa nó, ví dụ như khả năng giúp vi khuẩn kháng kháng sinh. Mỗi plasmid chứa ít nhất một trình tự DNA có vai trò vị trí bắt đầu sao chép (ori hay origin of replication), mang lại cho plasmid khả năng tự sao chép độc lập với DNA nhiễm sắc thể (hình 3).

Episomes

Episomes là những plasmid có khả năng gắn xen vào DNA nhiễm sắc thể của sinh vật chủ (Hình 3). Nhờ khả năng này, chúng có thể tồn tại trong một thời gian dài, được sao chép cùng lúc với DNA nhiễm sắc thể khi tế bào phân chia, và trở thành một phần trong bộ máy di truyền của tế bào. Thuật ngữ này không còn được dùng cho plasmid, vì giờ đây người ta đã biết trình tự tương đồng (homology) với nhiễm sắc thể trên plasmid, như transposon, biến plasmid thành episome (giúp plasmid gắn xen vào nhiễm sắc thể).

Vectors

Các plasmid dùng trong kỹ thuật di truyền được gọi là các vector (thể truyền). Chúng được sử dụng để đưa gene từ một sinh vật này vào sinh vật khác và thường chứa một gene đánh dấu (genetic marker) giúp tạo nên một kiểu hình (phenotype) để có thể chọc lọc những cá thể có hoặc không có mang kiểu hình đó. Hầu hết đều có mang một polylinker, là một đoạn ngắn mang vài vị trí cắt giới hạn (restriction site) thông dụng, để có thể dễ dàng gắn chèn một đoạn DNA vào vị trí này. Xem thêm phần 'Ứng dụng của plasmid'.

Các ứng dụng của plasmid

Plasmid đóng một vai trò quan trọng trong các phòng thí nghiệm di truyền và sinh hóa, nơi chúng được sử dụng để nhân bản hoặc biểu hiện các gene cần quan tâm. Có rất nhiều plasmid được thương mại hóa cho các ứng dụng trên. Đầu tiên, các gene cần quan tâm được gắn chèn vào plasmid. Plasmid này có chứa, ngoài gene quan tâm, một hay vài gene kháng kháng sinh. Plasmid này sau đó được đưa vào bên trong vi khuẩn bằng một quá trình gọi là biến nạp (transformation). Vi khuẩn sau đó được nuôi trên môi trường có chứa kháng sinh. Những vi khuẩn nhận được plasmid sẽ biểu hiện khả năng kháng kháng sinh (nhờ gene kháng kháng sinh nằm trên plasmid), do đó sống được trên môi trường nuôi cấy có chứa kháng sinh tương ứng. Kháng sinh trong môi trường, tuy nhiên, lại có khả năng tiêu diệt những vi khuẩn không nhận được plasmid vì chúng không mang gene kháng kháng sinh này. Nhờ vậy, vi khuẩn chứa plasmid được tách riêng ra, tăng sinh, thu lại và ly giải để phân lập plasmid.
Một ứng dụng quan trọng khác của plasmid là tạo ra protein với số lượng lớn. Trong trường hợp này, vi khuẩn chứa plasmid mang gene mong muốn cũng được nuôi cấy và chúng sẽ được kích hoạt để sản xuất ra số lượng lớn protein từ gene mong muốn nằm trên plasmid. Đây là một phương pháp đơn giản và rẻ tiền để tạo ra một lượng lớn plasmid hoặc protein, như insulin hay cả các kháng sinh.

Plasmid - yếu tố di truyền ngoài thể nhiễm sắc ở vi khuẩn

Ở vi khuẩn và một số nấm men, ngoài các gen nằm trong genophore còn có các yếu tố di truyền ngoài thể nhiễm sắc, gọi là plasmid.
Plasmid là những phân tử DNA mạch kép dạng vòng nằm ngoài thể nhiễm sắc, có kích thước rất nhỏ, có khả năng tự nhân lên độc lập với tế bào và được phân sang các tế bào con khi nhân lên cùng với tế bào.
Số lượng plasmid trong tế bào phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ, chất kháng sinh, các chất dinh dưỡng …
Các plasmid có thể ở trạng thái cài vào thể nhiễm sắc, có khả năng tiếp hợp hoặc không, có thể có một hoặc nhiều bản sao cùng loại trong một tế bào.
Các plasmid không phải là cấu tạo bắt buộc của tế bào nhưng sự có mặt của plasmid đem lại cho tế bào nhiều đặc tính quý như có thêm khả năng phân giải một số hợp chất, chống chịu với điều kiện nhiệt độ bất lợi, chống chịu với các chất kháng sinh…
Trong công nghệ sinh học, người ta sử dụng plasmid làm vectơ để chuyển ghép gen từ tế bào cho sang tế bào nhận, từ đó nhân dòng tạo ngân hàng genophore hoặc cho gen biểu hiện thu sản phẩm protein có hoạt tính sinh học.