Plazmid
Plazmid jest molekułą DNA, która jest oddzielona od chromosomalnego DNA i która może replikować się (kopiować się) niezależnie.
Termin plazmid został po raz pierwszy wprowadzony przez amerykańskiego biologa molekularnego Joshuę Lederberga w 1952 roku.
Plazmidy są dwuniciowe i w wielu przypadkach okrągłe. Plazmidy zazwyczaj występują naturalnie w bakteriach, ale czasami występują w organizmach eukariotycznych (np. 2-mikrometryczny pierścień w Saccharomyces cerevisiae).
Wielkość plazmidu waha się od 1 do ponad 1000 par kilobazowych (kbp). Liczba identycznych plazmidów w jednej komórce może wahać się od jednej do tysięcy. Plazmidy często związane są z koniugacją, czyli mechanizmem poziomego transferu genów.
Plazmidy są przenośnymi elementami genetycznymi, czyli "replikonami", zdolnymi do samodzielnego kopiowania w odpowiednim gospodarzu. Plazmidy można znaleźć we wszystkich trzech głównych domenach, Archaea, Bacteria i Eukarya. Podobnie jak w przypadku wirusów, plazmidy nie są uważane za formę "życia", jak to jest obecnie zdefiniowane. W przeciwieństwie do wirusów, plazmidy są "nagimi" DNA i nie kodują genów niezbędnych do zakodowania materiału genetycznego w celu przeniesienia go na nowego gospodarza.
Transfer plazmidu z hosta na gospodarza wymaga bezpośredniego, mechanicznego transferu poprzez koniugację lub zmiany w ekspresji genu gospodarza pozwalające na celowe pobranie elementu genetycznego poprzez transformację.
Transformacja mikrobiologiczna z plazmidowym DNA nie jest ani pasożytnicza, ani symbiotyczna w naturze, ponieważ każda z nich zakłada obecność niezależnego gatunku żyjącego w stanie komensalnym lub szkodliwym dla organizmu żywiciela. Plazmidy zapewniają raczej mechanizm horyzontalnego transferu genów w obrębie populacji drobnoustrojów i mogą stanowić selektywną korzyść w danym stanie środowiska.
Plazmidy mogą przenosić geny, które zapewniają odporność na naturalnie występujące antybiotyki w konkurencyjnej niszy środowiskowej, lub alternatywnie produkowane białka mogą w podobnych okolicznościach działać jak toksyny. Plazmidy mogą również zapewniać bakteriom zdolność do wiązania azotu pierwiastkowego lub do degradacji trudnych związków organicznych. Może to stanowić zaletę w warunkach niedoboru składników odżywczych.
Rysunek 1 : Ilustracja bakterii z załączonym plazmidem przedstawiającym chromosomalne DNA i plazmidy.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest plazmid?
O: Plazmid to cząsteczka DNA, która jest oddzielona od chromosomalnego DNA i może replikować się niezależnie. Jest dwuniciowa i w wielu przypadkach ma kształt kolisty.
P: Kto wprowadził termin "plazmid"?
O: Termin "plazmid" został po raz pierwszy wprowadzony przez amerykańskiego biologa molekularnego Joshuę Lederberga w 1952 roku.
P: Jak duże są plazmidy?
O: Plazmidy mają wielkość od 1 do ponad 1000 par kilobazowych (kbp).
P: Gdzie plazmidy występują naturalnie?
O: Plazmidy zazwyczaj występują naturalnie u bakterii, ale czasami można je znaleźć u organizmów eukariotycznych, takich jak Saccharomyces cerevisiae.
P: Co wspólnego z plazmidami ma poziomy transfer genów?
O: Plazmidy są często związane z koniugacją, mechanizmem poziomego transferu genów.
P: Czy plazmidy uważa się za żywe?
O: Nie, podobnie jak wirusy, plazmidy nie są uważane za formę życia w obecnym rozumieniu.
P: Jakie korzyści może przynieść przenoszenie pewnych genów na plazmid?
O: Posiadanie pewnych genów na plazmidzie może zapewnić bakteriom zdolność wiązania azotu elementarnego lub rozkładu trudnych związków organicznych, co może stanowić przewagę w warunkach braku składników odżywczych.
