Plasmid Là Gì – Ứng Dụng Plasmid

Bạn đang xem: Plasmid là gì

Figure 1: Sơ đồ minh họa một tế bào TruongGiaThien.Com.VN khuẩn với plasmid ở bên trong. (1) ADN-nhiễm sắc thể. (2) Plasmids

Plasmid (phát âm IPA: /plæs mɪd/, tiếng thienmaonline.vnệt: plasmit) là phân tử ADN vòng, nhỏ, không mang hệ gen chính của bộ gen.

Ở mỗi tế bào TruongGiaThien.Com.VN khuẩn thường có rất nhiều plasmid, nhưng chỉ định vị ngoài vùng nhân, còn vùng nhân chứa ADN-nhiễm sắc thể (hình 1).

Ở sinh vật có nhân thực (eukaryote), plasmid cũng khá thường nhật, chẳng hạn:

ty thể của người có ADN vòng, gốc từ plasmid TruongGiaThien.Com.VN khuẩn, đáp ứng hô hấp ty thể; lục lạp của cây xanh chứa hệ gen gốc là plasmid đáp ứng quang hợp; đa bào bậc thấp như nấm men Saccharomyces cerethienmaonline.vnsiae có plasmid với đường kính tới 2 micrômet.

Kích thước plasmid thay đổi ngay tuỳ loại, dao động trong khoảng một vài kbp đến hơn 400 kpb (kilobase pairs). Số lượng plasmid cũng rất thay đổi ngay tuỳ loại và tuỳ tế bào chứa nó, thường có một vài cho tới vài trăm bản sao y trong cùng một tế bào.

Hình 2: Dạng siêu xoắn và dạng vòng thường của plasmit khả năng hoán đổi nhau.

Tuy plasmid là ADN vòng, nhưng chúng thường tồn tại ở dạng ADN siêu xoắn (hình 2).

Mục lục

1 Tính kháng kháng sinh 2 Episomes 3 Vectors 4 những loại plasmid 5 Các ứng dụng của plasmid 6 Plasmid – yếu tố di truyền ngoài thể nhiễm sắc ở TruongGiaThien.Com.VN khuẩn 7 Cấu hình 8 Xem thêm 9 Tham khảo

Xem thêm: Rasterize Layer Là Gì – 10 tập tính Nên Tránh Trong Photoshop

Tính kháng kháng sinh

Hình 3: Sơ đồ plasmid với gene kháng kháng sinh (1&2) và một ori (3)

Plasmid thường chứa các gene hay nhóm gene (gene-cassettes) đem lại một ưu thế chọn lọc nào đó cho tế bào TruongGiaThien.Com.VN khuẩn chứa nó, ví dụ như khả năng giúp TruongGiaThien.Com.VN 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), đem lại cho plasmid khả năng tự sao chép độc lập với DNA nhiễm sắc thể (hình 3).

Episomes

Hình 4: So sánh plasmid không gắn xen (trên) và episomes (dưới). 1 DNA nhiễm sắc thể. 2 Plasmids. 3 Phân bào. 4 DNA nhiễm sắc thể với plasmid đã gắn gen vào

Episomes là những plasmid khả năng gắn xen vào DNA nhiễm sắc thể của sinh vật chủ (Hình 3). Nhờ khả năng này, chúng khả năng tồn tại trong một thời gian khá 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. ngôn từ 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 dùng 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 khả năng 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 khả năng đơn giản gắn chèn một đoạn DNA vào điểm này. Xem thêm phần “Ứng dụng của plasmid”.

những loại plasmid

Xem thêm: Ou Là Gì – Bài 02 : Organizational Unit

Một cách để phân nhóm các plasmid là dựa vào khả năng truyền sang TruongGiaThien.Com.VN khuẩn khác của chúng

Plasmid tiếp hợp (conjugative) chứa các tra-genes, giúp thực hiện một quy trình phức tạp gọi là tiếp hợp (conjugation), chuyển một plasmid sang TruongGiaThien.Com.VN khuẩn khác (hình 5).

Plasmid không tiếp hợp là những plasmid không khả năng tự thực hiện tiếp hợp, vì thế chúng chỉ khả năng được chuyển sang một TruongGiaThien.Com.VN khuẩn khác khi có sự trợ giúp (ngẫu nhiên) của plasmid tiếp hợp.

Còn có một nhóm plasmid trung gian gọi là nhóm di chuyển được (mobilisable). Chúng chỉ mang các gene rất cần thiết cho thienmaonline.vnệc di chuyển. Những plasmid này khả năng chuyển với mật độ tần suất cao khi có mặt một plasmid tiếp hợp.

rất nhiều loại plasmid khác nhau khả năng cùng tồn tại trong một tế bào, đã có 7 plasmid khác nhau được tìm thấy trong E. coli. Mặt khác, những plasmid có họ hàng thường không thể cùng tồn tại – không tương hợp (incompatible), một trong số chúng sẽ bị loại khỏi tế bào. Vì thế, các plasmid còn được xếp vào các nhóm không tương hợp (incompatibility group), dựa vào khả năng cùng tồn tại của chúng trong một tế bào. Sự sắp xếp theo tính không tương hợp dựa vào cơ chế điều hòa những chức năng thiết yếu của plasmid.

Một cách khác để phân loại plasmid là dựa vào chức năng. Có 5 nhóm chính:

Plasmid nam hay nữ (Fertility-(F) plasmid), mang các tra gene, khả năng tiếp hợp. Plasmid mang tính kháng (Resistance-(R) plasmid), mang các gene khả năng kháng lại các thuốc kháng sinh hay các chất độc. Được biết dưới ngôn từ R-factor trước khi phát hiện ra bản chất của nó là plasmid. Col-plasmid, chứa gene mã hóa cho sự tổng hợp colchicine, một protein khả năng giết chết các TruongGiaThien.Com.VN khuẩn khác. Plasmid phân hủy, giúp phân hủy các chất lạ như toluene hay salicylic acid. Plasmid mang độc tính, làm cho sinh vật trở thành sinh vật gây ra bệnh.

Một plasmid khả năng thuộc một hoặc nhiều nhóm chức năng kể trên.

Những plasmid chỉ hiện diện với một hoặc một vài ít bản sao y trong TruongGiaThien.Com.VN khuẩn, khi tế bào TruongGiaThien.Com.VN khuẩn phân chia, sẽ có nguy cơ bị dồn về một trong hai tế bào con và tế bào con còn lại không còn bản sao y nào của plasmid này. Để tránh bị mất đi sau phân bào, những plasmid một bản sao y có các cơ chế để chủ động phân phối mỗi bản sao y về một tế bào con.

một vài plasmid khác lại có cơ chế gây ra nghiện. Những plasmid này sản xuất ra một loại độc chất có thời gian phân hủy dài và một chất kháng độc có thời gian phân hủy ngắn. Những tế bào con nào còn giữ được một bản sao y của plasmid sẽ sống sót, trong khi những tế bào con mất plasmid sẽ chết hoặc giảm sức sống do độc chất vẫn còn trong tế bào mà khả năng tạo chất kháng độc (nằm trên plasmid) đã không còn. Đây là một ví dụ về plasmid như là phân tử DNA ích kỉ (selfish DNA).

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 dùng 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 TruongGiaThien.Com.VN khuẩn bằng một quy trình gọi là biến nạp (transformation). TruongGiaThien.Com.VN khuẩn sau đó được nuôi trên môi trường có chứa kháng sinh. Những TruongGiaThien.Com.VN khuẩn nhận được plasmid sẽ biểu hiện khả năng kháng kháng sinh (nhờ gene kháng kháng sinh nằm trên plasmid), vì thế sống được trên môi trường nuôi cấy có chứa kháng sinh tương ứng. Kháng sinh trong môi trường, mặc khác, lại khả năng tiêu diệt những TruongGiaThien.Com.VN khuẩn không nhận được plasmid vì chúng không mang gene kháng kháng sinh này. Nhờ vậy, TruongGiaThien.Com.VN 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, TruongGiaThien.Com.VN 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 TruongGiaThien.Com.VN khuẩn

Ở TruongGiaThien.Com.VN khuẩn và một vài 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, 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 khả năng ở trạng thái cài vào thể nhiễm sắc, khả năng tiếp hợp hoặc không, khả năng có một hoặc nhiều bản sao y 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 vài 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 dùng 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 danh mục protein có hoạt tính sinh học.

Cấu hình

Khi chạy điện di (electrophoresis), DNA plasmid khả năng xuất diện dưới 5 dạng cấu hình như sau:

“Siêu xoắn” (Supercoiled) (hay “Dạng vòng đóng bằng kết nối hóa trị”): DNA còn nguyên vẹn với cả hai mạch đều không bị cắt đứt. “Vòng tháo xoắn” (Relaxed Circular): DNA vẫn còn nguyên với hai mạch đều không bị cắt, nhưng plasmid đã được enzyme tháo xoắn. “Siêu xoắn biến tính” (Supercoiled Denatured): đây không phải là một dạng một cách tự nhiên trong cơ thể. Nó thường hiện diện với số lượng nhỏ khi bị ly giải quá độ với kiềm, cả hai mạch đều không bị cắt nhưng bắt cặp bổ sung không chính xác, tạo nên cấu hình plasmid rất chặt. “Vòng mở” (Nicked Open-circular): có một mạch bị cắt. “Mạch thẳng” (Linear): hai mạch bị cắt ở cùng một vị trí.

độ linh hoạt điện di tương đối của những loại cấu hình này trên gel như sau:

Vòng mở (chậm nhất) Mạch thẳng Siêu xoắn Siêu xoắn biến tính Vòng tháo xoắn (nhanh nhất)

Xem thêm

Nhiễm sắc thể TruongGiaThien.Com.VN khuẩn nhân tạo Bacterial artificial chromosome

Tham khảo

Chuyên mục: Hỏi Đáp