در مطلب قبلی در مورد ژن درمانی صحبت کردیم. در این مطلب از دایا اکسیر که فروش مواد شیمیایی آزمایشگاهی را انجام میدهد، می خواهیم موضوع پلاسمید را بررسی کنیم. پلاسمید یک مولکول DNA کوچک، دایره‌ای و دو رشته‌ای است که از DNA کروموزومی سلول متمایز است.

پلاسمید چیست؟

اصطلاح پلاسمید در سال ۱۹۵۲ توسط بیولوژیست مولکولی آمریکایی جاشوا لدربرگ برای اشاره به “هر گونه تعیین کننده ارثی خارج کروموزومی” عنوان شد. استفاده اولیه این اصطلاح شامل هر گونه ماده ژنتیکی باکتریایی بود که حداقل برای بخشی از چرخه تکثیر آن به صورت خارج کروموزومی وجود داشته باشد، اما از آنجا که این توصیف شامل ویروس های باکتریایی می شود، مفهوم پلاسمید در طول زمان برای ترکیب عناصر ژنتیکی که به طور مستقل تولید مثل می کنند، اصلاح شد. بعداً در سال ۱۹۶۸، تصمیم گرفته شد که اصطلاح plasmid باید به عنوان اصطلاح عنصر ژنتیکی خارج کروموزومی استفاده شود.

پلاسمید یک مولکول DNA خارج کروموزومی کوچک درون سلول است که از نظر فیزیکی از DNA کروموزومی جدا می باشد و می تواند به طور مستقل تکثیر شود. آنها بیشتر به صورت مولکول های کوچک دایره ای و دو رشته ای DNA در باکتری ها یافت می شوند. با این حال، پلاسمیدها گاهی اوقات در موجودات باستانی و یوکاریوتی نیز وجود دارند. plasmidها اغلب حامل ژن هایی هستند که برای بقای ارگانیسم مفید است و مزایایی مانند مقاومت آنتی بیوتیکی را به همراه دارند. برخلاف کروموزوم ها که بزرگ هستند و حاوی تمام اطلاعات ژنتیکی ضروری برای زندگی در شرایط عادی هستند، plasmidها معمولاً بسیار کوچک هستند و فقط حاوی ژن های اضافی هستند که ممکن است در شرایط خاص مفید باشند. plasmid های مصنوعی به طور گسترده به عنوان ناقل در کلونینگ مولکولی استفاده می‌شوند و برای پیشبرد تکثیر توالی‌های DNA نوترکیب در ارگانیسم‌های میزبان استفاده می‌شوند.

پلاسمید چیست؟ | دایا اکسیر

plasmidها همانند واحدهایی از DNA در نظر گرفته می شوند که قادر به تکثیر مستقل در یک میزبان مناسب هستند. برخلاف ویروس‌ها که ماده ژنتیکی خود را در پوشش پروتئینی محافظ به نام کپسید می‌پوشانند، plasmidها DNA  برهنه دارند و ژن‌های لازم برای محصور کردن ماده ژنتیکی برای انتقال به میزبان جدید را رمزگذاری نمی‌کنند. اندازه پلاسمید از ۱ تا بیش از ۲۰۰ kbp متغیر است و تعداد plasmidهای یکسان در یک سلول می تواند در برخی شرایط از یک تا هزاران متغیر باشد.

طبقه بندی و انواع پلاسمید

پلاسمیدها را می توان به روش های مختلفی طبقه بندی کرد. به طور کلی پلاسمیدها را می توان به plasmidهای کونژوگه و plasmidهای غیر کونژوگه طبقه بندی کرد. plasmidهای کونژوگه حاوی مجموعه‌ای از ژن‌های انتقالی هستند که باعث تقویت پیوند جنسی بین سلول‌های مختلف می‌شوند. در فرآیند پیچیده کونژوگه، plasmidها ممکن است از یک باکتری به باکتری دیگر از طریق جنسیت کدگذاری شده توسط برخی از ژن های انتقال منتقل شوند. plasmidهای غیر کونژوگه قادر به شروع کونژوگه نیستند، از این رو می توان آنها را تنها با کمک plasmidهای کونژوگه منتقل کرد. همچنین در طبقه بندی دیگری از plasmidها میتوان گفت دو دسته plasmid وجود دارد. plasmidهای Stringent که تنها زمانی تکثیر می شوند که کروموزوم تکثیر شود،اگر با پروتئینی کار می کنید که برای سلول کشنده است استفاده از این پلاسمید مناسب است. plasmidهای Relaxed  خود به خود تکثیر می شوند. این نوع به شما نسبت plasmidها به کروموزوم بیشتری می دهد.

پنج کلاس اصلی در طبقه بندی پلاسمید ها

پنج کلاس اصلی در طبقه بندی پلاسمید ها | دایا اکسیر

روش دیگر برای طبقه بندی پلاسمیدها بر اساس عملکرد است. پنج کلاس اصلی وجود دارد:

  1. :Fertility F-plasmids پلاسمیدهای F که حاوی ژن های tra هستند. آنها قادر به کونژوگه و منجر به بیان پیلی جنسی هستند.
  2. Resistance (R) plasmids :پلاسمیدهای (R)که حاوی ژن هایی هستند که در برابر آنتی بیوتیک ها یا سموم مقاومت ایجاد می کنند.
  3. :Col plasmidsکه حاوی ژن هایی هستند که برای باکتریوسین ها کد می کنند، پروتئین هایی که می توانند باکتری های دیگر را از بین ببرند.
  4. :Degradative plasmidsکه هضم مواد غیر معمول را امکان پذیر می کند، به عنوان مثال. تولوئن و اسید سالیسیلیک
  5. :Virulence plasmidsکه باکتری را به پاتوژن تبدیل می کند. به عنوان مثال، پلاسمیدTi در Agrobacterium tumefaciens

plasmidها می توانند به بیش از یکی از این گروه های عملکردی تعلق داشته باشند.

کاربرد پلاسمید ها

همه پلاسمیدهای طبیعی حاوی منشا همانندسازی هستند (که محدوده میزبان و تعداد کپی plasmid را کنترل می کند) و معمولاً شامل ژنی هستند که برای بقا مفید است، مانند ژن مقاومت آنتی بیوتیکی. در مقابل، plasmidهای مورد استفاده در آزمایشگاه معمولاً مصنوعی هستند و برای وارد کردن DNA خارجی به سلول دیگر طراحی شده‌اند. plasmidهای ایجاد شده در آزمایشگاه دارای منشا همانندسازی، نشانگر انتخاب و محل شبیه سازی هستند. plasmidهای ساخته شده مصنوعی ممکن است به عنوان وکتور در مهندسی ژنتیک استفاده شوند. این plasmidها به عنوان ابزار مهمی در آزمایشگاه‌های ژنتیک و بیوتکنولوژی عمل می‌کنند، جایی که معمولاً از آنها برای شبیه‌سازی و تقویت (تولید کپی‌های زیاد) یا بیان ژن‌های خاص استفاده می‌شود. طیف وسیعی از plasmidها به صورت تجاری برای چنین کاربردهایی در دسترس هستند.

پلاسمیدها متداول‌ترین وکتورهای کلونینگ باکتریایی هستند. این وکتورهای شبیه‌سازی حاوی محلی هستند که اجازه می‌دهد قطعات DNA وارد شوند، به عنوان مثال یک مکان شبیه‌سازی چندگانه یا پلی‌لینکر که دارای چندین مکان محدودکننده معمول است که ممکن است قطعات DNA به آن‌ها متصل شوند.

سهولت اصلاح پلاسمیدها و توانایی plasmidها برای تکثیر خود در داخل سلول، آنها را به ابزارهای جذابی برای دانشمند یا مهندس زیستی تبدیل می کند. ویژگی هایی مانند انعطاف پذیری، تطبیق پذیری، ایمنی و مقرون به صرفه بودن، زیست شناسان مولکولی را قادر می سازد تا به طور گسترده از plasmidها در طیف وسیعی از کاربردها استفاده کنند. برخی از انواع plasmidهای رایج عبارتند از plasmidهای شبیه سازی، plasmidهای بیان، plasmidهای کاهش دهنده ژن، پلاسمیدهای گزارشگر، plasmidهای ویروسی و plasmidهای مهندسی ژنوم.

سخن پایانی

در این مطلب به بررسی پلاسمید پرداختیم. plasmidها به طور طبیعی در سلول های باکتریایی وجود دارند و در برخی از یوکاریوت ها نیز وجود دارند. اغلب، ژن های حمل شده در پلاسمیدها مزایای ژنتیکی مانند مقاومت آنتی بیوتیکی را برای باکتری ها فراهم می کنند و در آزمایشات ژنتیک و بیوتکنولوژی پرکاربردند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

error: Content is protected !!