Een plasmide is een klein rond stuk DNA dat in bacteriën wordt aangetroffen. Plasmiden zijn nuttige hulpmiddelen in de biotechnologie geworden, waardoor wetenschappers DNA van verschillende organismen kunnen combineren tot een doorlopend stuk DNA. Plasmiden repliceren zichzelf tijdens celdeling en zijn stabiel gedurende lange perioden, wat betekent dat ze een geweldig hulpmiddel zijn voor het opslaan van individuele genen zoals boeken in een bibliotheek. Plasmiden kunnen de volgende soorten genen bevatten: antibioticumresistentiegenen, transgenen en reportergenen. Deze typen plasmide-genen kunnen van nature voorkomen of worden ontwikkeld door wetenschappers.

Antibioticaresistentie genen

Plasmiden zijn één oorzaak van het resistent worden tegen antibiotica door antibiotica. Plasmiden bevatten antibiotica-resistentiegenen, die eiwitten produceren die de bacteriën tegen schadelijke geneesmiddelen beschermen. Antibioticaresistentiegenen kunnen op verschillende manieren werken. De ene is door het antibioticum uit de bacteriën te pompen, zodat het antibioticum zijn doeleiwit niet in de cel kan binden. Een andere is door het antibioticum in kleine stukjes te degraderen. En een andere is om het antibioticum chemisch te veranderen zodat het niet langer interageert met zijn doeleiwit. Antibioticumresistentiegenen worden in plasmiden ook selecteerbare markers genoemd, omdat ze bacteriën na selectie met resistentie kunnen laten selecteren in een reageerbuis na behandeling met een antibioticum.

Transgenen

In biotechnologie Plasmiden worden veel gebruikt om een ​​gen van een dier of plant te isoleren en vervolgens in bacteriën te plaatsen, waardoor het gemakkelijker wordt om dat gen te modificeren en te bestuderen. Een segment van DNA dat enzymatisch uit een organisme wordt gesneden en in een bacterieel plasmide wordt geplaatst, wordt een transgen genoemd. De combinatie van het transgen en het plasmide wordt recombinant DNA genoemd, omdat het DNA is van twee verschillende soorten die aan elkaar zijn gefuseerd.

Reportergenen

Bacteriën kunnen soms een plasmide uitschoppen, dus wetenschappers die plasmiden gebruiken om recombinant DNA te maken, willen vaak in het plasmide een gen opnemen dat hen in staat stelt om visueel te identificeren welke bacteriekolonie bacteriën heeft die dat plasmide bevatten. Om gemakkelijk positieve kolonies te visualiseren - die welke het recombinante DNA hebben - omvatten wetenschappers reportergenen in het plasmide. Een veelgebruikt reportergen is groen fluorescerend eiwit (GFP), dat groen gloeit onder ultraviolet licht. Een ander veelgebruikt reportergen is lacZ, dat codeert voor een enzym genaamd beta-galactosidase (beta-gal). Beta-gal breekt de suiker-lactose uit elkaar. Het breekt ook een kleurloze chemische stof genaamd X-gal in een suiker en een blauwe molecule. Dus bacteriële kolonies met de bèta-galreporter zullen blauw verschijnen.

F-factor

Bacteriën hebben manieren om genetische informatie aan elkaar door te geven. Eén bacterie kan zijn plasmiden delen met een andere bacterie via zogenaamde conjugatie. Vervoeging is de vorming van een dunne buis - de zogenaamde geslachtspilus - die de ene bacterie met de andere verbindt. De bacterie die de geslachts pilus verlengt kopieert vervolgens een plasmide en geeft de kopie door de buis in de andere bacterie. Het plasmide dat conjugatie mogelijk maakt, wordt de F-factor of vruchtbaarheidsfactor genoemd. Recombinant DNA kan worden ingevoegd in de F-factor, die het vreemde DNA tussen bacteriën overbrugt.