Plasmid
Et plasmid (flertall: plasmider) er en type ikke-kromosomal genetisk element som finnes i flere prokaryoter og i noen eukaryoter. Plasmider inneholder gener som ikke er essensielle for organismens overlevelse under normale vekstforhold, men som vil gi organismen en økt overlevelsesrate under bestemte miljøer. Eksempeler på proteiner kodet av plasmider er proteiner for metabolske enzymer, antibiotika resistens eller virulens. Plasmider er oftest relativt små (under 5% av det kromosomale DNA), ringformede dobbelttrådige DNA-molekyler.[1]
Plasmider replikeres uavhengig av det kromosomale DNAet og kopinummeret (antall kopier av plasmidet per celle) kan variere i antall fra én enkelt kopi ("stringently controlled" plasmider) til flere hundre kopier ("relaxed controlled" plasmider) per celle. Kopinummeret er bestemt av genetiske elementer på plasmidet, men enzymene ansvarlig for replikasjon og transkripsjon av plasmidet kodes av det kromosomale DNA-molekylet. Naturlige plasmidene i en morcelle vil nedarves til dattercellene når denne deler seg med binær fisjon (vertikal nedarving.) Noen typer plasmider kan også overføres til andre celler via horisontal nedarving, en prosess kalt konjugasjon. Resultatet er at begge bakteriene har en kopi av plasmidet i ettertid. Noen slike plasmider kan overføres mellom et bredt spekter av bakterielle arter.
Klassifisering av plasmider[rediger | rediger kilde]
En måte å klassifesere plasmider på er via egenskapene de gir organismen:
- F-plasmider (fertility; fruktbarhet) koder gener som muliggjør horisontal overføring via konjugasjon. Genene ansvarlig for konjugasjonen utgjør en del av plasmidet kalt tra (for transfer.)
- R-plasmider (resistens plasmider) har gener som koder for antibiotika resistens. Dette gir bakteriene en overlevelsesfordel i miljøer med antibiotika, og da et sterkt seleksjonspress. R-plasmider kan inneholde flere gener for resistens mot ulike typer antibiotika. Plasmid R100 inneholder resistens mot seks ulike klasser antibiotika og kan overføres mellom arter av fem ulike gram-negative genus.[1] Disser er av stor betydning, ikke minst i sykehusmiljøer med mye antibiotikabruk.
- Toksin og virluens plasmider koder enten for genprodukter (oftest proteiner) som gjør organismen infeksjonsdyktig eller forårsaker forgiftninger. Overføring av et slikt plasmid kan forvandle en harmløs bakterie til en patogen.
Ett plasmid kan kode for flere av egenskapene ovenfor.
Plasmider og bioteknologi[rediger | rediger kilde]
I bioteknologisk sammenheng brukes kunstig fremstilte plasmider som vektorer for overføring av DNA inn i celler. Plasmider blir ofte brukt til å uttrykke rekombinante gener og kan bli brukt for å erstatte eksisterende kromosomale-gener med nytt DNA (genmodifikasjon). Dette kan utnyttes til produksjon av medisin; ved å sette inn ett gen som koder for ønsket protein (f.eks. humant insulin) i vektoren (plasmidet) kan man skape bakterier som produserer proteiner med medisinsk anvendelighet. Bakteriene vil uttrykke genet i store mengder dersom det har en aktiv promotor, og proteinet kan renses ut. Ettersom mange bakterier kan vokse i store kulturer og krever minimalt med omtanke kan dette benyttes som en billig og effektiv måte å fremstille ønsket protein.
Plasmider kan innføres i en bakterie via transformasjon av nakent plasmid-DNA, eller via konjugasjon fra en annen bakterie. Mange kunstige plasmider er ikke stabile i en bakterie, og vil overtid forsvinne fra verts-bakterien dersom det ikke er et seleksjons press for celler som inneholder plasmidet. Av denne grunn brukes oftest plasmider som koder for antibiotika resistens.