پلاسمید: تفاوت میان نسخه‌ها

وکتورها، پلاسمیدهایی هستند که در مهندسی ژنتیک از آن‌ها استفاده می‌شود. از پلاسمیدها در مهندسی ژنتیک برای تکثیر یا بیان ژن‌ژن یا ژن‌های خاصی استفاده می‌شود. برای این کار، ژن مورد نظر را وارد پلامسید می‌کنند. این نوع از پلاسمیدها بطور معمول دارای یک ژن مقاومت آنتی بیوتیکی (برای غربالگری) و یک جایگاه کلونینگ چندگانه {{به انگلیسی|multiple cloning site}} یا polylinker است. جایگاه کلونینگ چندگانه، قطعه کوچکی از پلاسمید است که دارای چند جایگاه برش برای آنزیم‌های محدودالاثر مختلف {{به انگلیسی| restriction enzymes}} است. این کار سبب می‌شود که قطعه یا ژن دلخواه به راحتی وارد پلاسمید شود. در مرحله بعد، پلاسمید از طریق ترانسفورماسیون وارد باکتری می‌شود. سپس باکتری در معرض یک آنتی بیوتیک خاص قرار می‌گیرد. باکتری‌هایی که پلاسمید مورد نظر را داشته باشند، زنده می‌مانند زیرا ژن مقاومت آنتی بیوتیکی را بر روی پلاسمید مورد نظر حمل می‌کنند اما باکتری‌هایی که پلاسمید را نداشته باشند، می میرندمی‌میرند. با استفاده از این روش (غربالگری با آنتی بیوتیک) می‌توان باکتری‌های دارای پلاسمید را جدا ساخت و آن‌ها را به میزان زیاد تکثیر داد. سپس پلاسمیدها را به میزان زیاد از آن‌ها جدا ساخت.

ظرفیت پذیرش قطعات DNA در پلاسمیدها بین 1۱ تا 10۱۰ کیلو جفت باز است. برای کلون کردن قطعات یا ژن‌های بزرگتر بایستی از فاژ لامبدا، کاسمیدها {{به انگلیسی| cosmids}}، کروموزوم‌های مصنوعی باکتریایی {{به انگلیسی| bacterial artificial chromosomes}} یا کروموزوم‌های مصنوعی مخمری {{به انگلیسی| yeast artificial chromosomes}} استفاده کرد.

== کاربردها ==

=== مدل‌های بیماری ===

دانشمندان از دیرباز با استفاده از پلاسمیدها، سلو‌هایسلوهای بنیادی جنینی موش‌ها را تغییر می‌دادند تا بیماری‌های ژنتیکی را مدل‌سازی کنند. البته این امر با محدودیت‌هایی روبرو بود که کاربرد گسترده تر آن در انسان را با چالش روبرو می‌ساخت. با این حال، پیشرفت در زمینه تکنیک هایتکنیک‌های نوترکیبی در ویروس‌های مرتبط با آدنو {{به انگلیسی| Adeno-associated virus}} و نوکلئازهای انگشت روی {{به انگلیسی| Zinc finger nucleases}} در ایجاد مدل‌های بیماری‌های ژنتیکی انسانی بسیار مؤثر بوده‌اند.

=== ژن درمانی ===

موفقیت ژن درمانی بستگی به داخل سازی ژن دلخواه به درون کروموزوم انسان بدون ایجاد آسیب به سلول، ایجاد جهش هایجهش‌های سرطان زا یا پاسخ ایمنی داشته استداشته‌است. استفاده از وکتورهای پلاسمیدی، یکی از روش هایروش‌های ژن درمانی است. استفاده از نوکلئازهای انگشت روی {{به انگلیسی| Zinc finger nucleases}} موجب نوترکیبی هومولوگ در جایگاه خاصی از کروموزوم می‌شود. از این طریق می‌توان ژن دلخواه را وارد سلول‌های انسانی کرد.

== اپی زوم‌ها ==

اپی زوم هازوم‌ها معادل یوکاریوتی پلاسمیدهای باکتریایی هستند. در یوکاریوت‌ها بطور معمول اپی زوم‌ها، DNA هایDNA‌های حلقوی بسته‌ای هستند که داخل هسته تکثیر پیدا می‌کنند مانند آدنوویروس‌ها، هرپس ویروس‌ها و پولیوماویروس‌ها. برخی از اپی زوم‌های ویروسی در سیتوپلاسم تکثیر پیدا می کنندمی‌کنند مانند پوکس ویروس‌ها. برخی از اپی زوم‌ها مانند هرپس ویروس‌ها از مکانیسم دایره غلتان {{به انگلیسی| rolling circle}} برای تکثیر خود استفاده می‌کنند مانند آنچه که در مورد فاژهای باکتریایی اتفاق می‌افتد. برخی از آن‌ها از طریق مکانیسم همانند سازی دو جهته {{به انگلیسی| bidirectional replication mechanism}} تکثیر پیدا می‌کنند (پلاسمیدهای نوع تتا). در هر دو مورد، اپی زوم‌ها بطور فیزیکی مجزا از کروموزوم میزبان هستند.

== انواع ==

یکی از روش‌های طبقه بندی پلاسمیدها بر اساس انتقال آن‌ها به دیگر باکتری‌هاست. پلاسمیدهای هم یوغی {{به انگلیسی| Conjugative plasmids}} دارای ژن‌های tra می باشندمی‌باشند که در فرآیند هم یوغی (کانژوگاسیون) نقش دارد. در هم یوغی، پلاسمید از یک باکتری به باکتری دیگر منتقل می شودمی‌شود. پلاسمیدهای غیر هم یوغی توانایی آغاز هم یوغی در باکتری‌ها را ندارند اما می‌توانند با کمک پلاسمیدهای هم یوغی منتقل شوند.

انواع مختلفی از پلاسمیدها ممکن است در یک سلول وجود داشته باشد. با این حال، پلاسمیدهای مشابه یا هم خانواده اغلب اوقات ناسازگار {{به انگلیسی| incompatible}} هستند بطوریکه فقط یکی از آن‌ها در سلول باقی خواهد ماند. این امر به دلیل تنظیم عملکردهای حیاتی آن‌ها اتفاق می‌افتد. پس بنابراین می‌توان پلاسمیدها را در گروه‌های ناسازگاری مختلف طبقه بندی کرد.

روش دیگر طبقه بندی پلاسمیدها بر اساس عملکرد آن هاست :

پلاسمیدها، عناصری ژنتیکی هستند که ضرورتی چندانی برای سلول ندارند و تنها برخی ویژگی‌ها را به باکتری‌ها می‌دهند که به بقای آنها کمک می‌کند. در صورتیکه پلاسمیدهای [[سلول]] حذف شوند، [[سلول]] می‌تواند به زندگی خود ادامه دهد. همچنین [[همانند سازی]] پلاسمیدها ارتباطی با [[چرخه سلولی]] و [[تقسیم سلولی]] ندارد. آن‌ها می‌توانند مستقل از [[چرخه سلولی]] به تعداد نامحدود (تعداد را نیاز سلول و شرایط محیطی تعیین می‌کند) تکثیر شوند. در هر سلول ممکن است چندین پلاسمید مشابه وجود داشته باشد. با این وجود، کروموزوم‌ها بسیار برای [[سلول]] حیاتی هستند و درصورت حذف هر یک از کروموزوم‌ها، [[سلول]] خواهد مرد. تعداد دقیق کروموزوم‌ها، بسیار برای تعادل ژنتیکی [[سلول]] ضروری است. حتی اگر یکی از کروموزوم‌های همولوگ حذف شوند، این تعادل بهم خواهد خورد. همانند سازی کروموزوم‌ها دقیقاً منطبق با [[چرخه سلولی]] است و در هر چرخه سلولی فقط یک بار همانند سازی می‌کنند.

دو نوع وکتور مهم پلاسمیدی در مخمرها عبارتند از YIp و YRp.