اطلاعات عمومی
پلاسمید چیست؟
پلاسمید چیست؟
پلاسمید یک مولکول DNA کوچک، خارج کروموزومی و درون سلول است که از نظر فیزیکی از DNA کروموزومی جدا می باشد و می تواند به طور مستقل از آن تکثیر شود. پلاسمیدها معمولاً به صورت مولکول های DNA دو رشته ای کوچک دایره ای در باکتری ها یافت می شوند. پلاسمیدها گاهی در یوکاریوت ها هم وجود دارند. پلاسمیدها غالباً ژن هایی را حمل می کنند که به بقای ارگانیسم کمک می کنند و آن را از مزایای انتخابی مانند مقاومت آنتی بیوتیکی برخوردار می کنند. کروموزوم ها بزرگ هستند و حاوی تمام اطلاعات ضروری ژنتیکی ارگانیسم می باشند اما پلاسمیدها معمولاً بسیار کوچک هستند و فقط حاوی ژن های اضافی اند که ممکن است در شرایط خاصی مفید باشند. از پلاسمیدهای مصنوعی به طور گسترده ای به عنوان وکتور در کلونینگ مولکولی استفاده می شود که به تکثیر توالی DNA نوترکیب وارد شده به ارگانیسم های میزبان کمک می کند. در آزمایشگاه، پلاسمیدها از طریق فرآیندی به نام ترانسفورماسیون به سلول میزبان وارد می شوند.
پلاسمیدها مشابه، واحدهایی از DNA هستند که قادر به تکثیر مستقل در یک میزبان مناسب اند. پلاسمیدها، همانند ویروس ها در طبقه بندی موجودات زنده قرار نمی گیرند. پلاسمیدها بیشتر از طریق فرایندی به نام کانجوگاسیون از یک باکتری به باکتری دیگر (و یا حتی گونه های دیگر) منتقل می شوند. این انتقال ماده ژنتیکی از میزبانی به میزبانی دیگر، یکی از مکانیسم های انتقال ژن به صورت افقی است. بر خلاف ویروس ها، که مواد ژنتیکی خود را در یک پوشش محافظتی پروتئینی بنام کپسید قرار می دهند، پلاسمیدها DNA ” برهنه” هستند. اندازه پلاسمید ها از 1 تا بیش از 200 kbp متغیر است و تعداد پلاسمیدهای یکسان در یک سلول در برخی شرایط ممکن است از یک تا هزار عدد باشد.
خصوصیات و ویژگی ها
برای اینکه پلاسمیدها به طور مستقل در داخل سلول تکثیر شوند، باید دارای یک بخشی در DNA باشند که می تواند به عنوان منشا تکثیر عمل کند. واحد همانندسازی در پلاسمید، replicon نامیده می شود. یک replicon باکتریایی در حالت عادی ممکن است از تعدادی عنصر تشکیل شود، مانند ژن پروتئین شروع کننده همانند سازی مخصوص پلاسمید، واحدهای تکراری به نام ایترون، جعبه های DnaA و یک منطقه غنی از AT در مجاور آن. پلاسمیدهای کوچکتر از آنزیم های تکثیرکننده ی میزبان برای همانند سازی خود استفاده می کنند، در حالی که پلاسمیدهای بزرگتر ممکن است حامل ژن های اختصاصی برای همانندسازی خود پلاسمیدها باشند. انواع مختلفی از پلاسمیدها نیز می توانند در کروموزوم میزبان وارد شوند و از این پلاسمیدهای یکپارچه گاهی اوقات به عنوان اپیزوم در پروکاریوت ها یاد می شود.
پلاسمیدها معمولا حداقل یک ژن دارند. بسیاری از ژن های حمل شده توسط یک پلاسمید برای سلول های میزبان مفید است، به عنوان مثال؛ سلول میزبان را قادر می سازد در محیطی زنده بماند که در صورت عدم وجود آن پلاسمید، کشته شده و یا رشدشان محدود می شود. برخی از این ژن ها ویژگی های مقاومت آنتی بیوتیکی یا مقاومت در برابر فلزات سنگین را کد گذاری می کنند، در حالی که برخی دیگر ممکن است فاکتورهای بیماری زایی ایجاد کنند که باکتری را قادر به حمله به میزبان و غلبه بر سیستم دفاعی آن می کند. برخی دیگر، دارای عملکردهای متابولیکی خاصی هستند که به باکتری اجازه می دهد از یک ماده مغذی خاص استفاده کند، از جمله توانایی تخریب ترکیبات آلی سمی. برخی از پلاسمیدها هیچ تأثیری قابل مشاهده بر روی فنوتیپ سلول میزبان ندارند.
پلاسمیدها از نظر خصوصیات فیزیکی بسیار متفاوت هستند. اندازه آنها می تواند از مینی پلاسمیدهای بسیار کوچک کمتر از 1 کیلوباز تا مگاپلاسمیدهای بسیار بزرگ چندین مگا بازی متغیر باشد. پلاسمیدها به طور کلی دایره ای شکل هستند، اما نمونه هایی از پلاسمیدهای خطی نیز شناخته شده اند. این پلاسمیدهای خطی برای تکثیر انتهای خود به مکانیزم های ویژه ای نیاز دارند. پلاسمیدها ممکن است در یک سلول منفرد به تعداد مختلف وجود داشته باشد، از یک عدد تا چند صد عدد.
طبقه بندی و انواع پلاسمید ها
پلاسمیدها می توانند به روش های مختلفی طبقه بندی شوند. پلاسمیدها را می توان به طور گسترده ای به پلاسمیدهای همجوشی و پلاسمیدهای غیرهمجوشی طبقه بندی کرد. پلاسمیدهای همجوشی حاوی مجموعه ای از ژن های انتقال دهنده ای هستند که باعث تقویت تولید مثل جنسی بین سلول های مختلف می شوند. در فرآیند پیچیده الحاق، پلاسمیدها می توانند از یک باکتری به باکتری دیگر از طریق پیلی جنسی منتقل شوند. پلاسمیدهای غیرهمجوشی قادر به شروع فرایند الحاق نیستند، از این رو فقط با کمک پلاسمیدهای چسبنده می توانند منتقل شوند.
پیک میکروب می تواند انواع مختلفی از پلاسمیدها را در خود جای دهد. اگر دو پلاسمید با هم سازگار نباشند، یکی یا دیگری به سرعت از سلول خارج می شود.
طبقه بندی پلاسمیدها از نظر عملکردی نیز امکان پذیر است. برا این اساس، پنج کلاس اصلی وجود دارد:
- پلاسمیدهای F برای تولیدمثل: این پلاسمید ها، حاوی ژن های tra هستند. آن ها قادر به شروع فرایند الحاق هستند و منجر به بیان پیلی جنسی می شوند.
- پلاسمیدهای مقاومتی: حاوی ژن هایی هستند که در برابر آنتی بیوتیک ها یا سموم مقاومت ایجاد می کنند.
- پلاسمیدهای Col: حاوی ژن هایی که باکتریوسین ها را کد می کنند. این ها پروتئین هایی اند که می توانند باکتری های دیگر را از بین ببرند.
- پلاسمیدهای تجزیه کننده: این پلاسمید ها هضم مواد غیرمعمول را امکان پذیر می کنند، از جمله تولوئن و اسید سالیسیلیک.
- پلاسمیدهای بیماری زا: این پلاسمید ها، باکتری را به یک عامل بیماری زا تبدیل می کنند. به عنوان مثال، پلاسمید Ti در Agrobacterium tumefaciens
پلاسمیدها می توانند به بیش از یکی از این گروه های عملکردی تعلق داشته باشند.
همچنین بخوانید
دوره کارآموزی مهندسی ژنتیک و کلونینگ
خدمات مهندسی ژنتیک و کلونینگ آزمایشگاه ژنیران
آزمایشگاه مهندسی ژنتیک و کلونینگ ژنیران
اجزای پلاسمید چیست
اجزای اصلی پلاسمید عبارت‌اند از:
مبدا همانندسازی (Ori): محل شروع تکثیر پلاسمید
ژن مقاومتی (Selectable marker): مثل مقاومت به آنتی‌بیوتیک برای شناسایی سلول‌های حامل پلاسمید
محل چندگانه برش (MCS): ناحیه‌ای با چند جایگاه آنزیم‌های محدودکننده برای وارد کردن ژن
پروتر (Promoter): برای بیان ژن واردشده (در صورت وجود)
ترمیناتور: برای پایان رونویسی ژن
پلاسمیدهای پیشرفته ممکن است اجزای دیگری مثل ژن‌های گزارشگر، توالی‌های تنظیمی یا توالی‌های هدف برای CRISPR داشته باشند.
پلازمیدی که وارد یاخته یوکاریت میشه با چه انزیمی تکثیرمیشه با وجود اینکه در سیتوپلاسم یوکاریوت ازیم همانندسازی نداریم؟
پلاسمیدهایی که به یاخته‌های یوکاریوتی وارد می‌شوند، برای همانندسازی به آنزیم‌های مخصوص نیاز دارند که معمولاً از پروکاریوت‌ها یا ویروس‌ها تأمین می‌شود. این آنزیم‌ها به‌ویژه برای پلاسمیدهای DNA حلقوی مانند plasmids in yeast که در سیستم‌های تولید پروتئین استفاده می‌شوند، ضروری هستند.
ژن ساخت کپسول در باکتری ها (مثلا استرپتوکوکوس نومونیا) ، در پلاسمید قرار دارد؟
خیر، ژن‌های ساخت کپسول در باکتری‌ها معمولاً در کروموزوم باکتری قرار دارند و نه در پلاسمید. به طور خاص در استرپتوکوکوس پنومونیه، ژن‌های مرتبط با تولید کپسول در یک بخش مشخص از کروموزوم که به نام جزیره کپسول‌زایی (Capsular Polysaccharide Synthesis Locus یا CPS locus) شناخته می‌شود، قرار دارند.
سلام ممکن است که برخی ژن های پلازمید و کروموزوم اصلی یکسان باشد
سلام خیر امکان پذیر نیست
سلام ممنون میشم جواب بدین
«در کدام باکتری ماده ژنتیکی از نوع خطی است؟»
اگروباکتریوم فاشینس
استرپتو مایسس کولی کالر
بورلیا بورگدوفری
آیا همه‌ی باکتری‌ها دارای پلازمید هستند؟
بله پلازمید در همه باکتری‌ها وجود دارد.
درون یاخته پروکاریوتی مولکول دیسک وجود داره؟
سلام منظورتون از مولکول دیسک چیست؟ لطفا از اصطلاحات کتب درسی نظام جدید که فارسی هستند استفاده کنید.
ایا روی همه پلازمیدها ژن انتی بیوتیک هست یا نه
سلام دوست عزیز خیر. این ژن مقاومت به آنتی بیوتیک همانند مارکر عمل میکند و همه پلازمید ها دارای این ژن نیستند.