Gener i plasmider:antibiotikaresistens, transgener og reportermarkører

Et plasmid er et lille, cirkulært DNA-molekyle, der naturligt forekommer i bakterier. Fordi det replikerer uafhængigt under celledeling og forbliver stabilt over lange perioder, tjener plasmider som pålidelige vektorer til lagring af individuelle gener - meget ligesom bøger i et bibliotek. De kan bære en række funktionelle gener, herunder antibiotikaresistensgener, transgener og reportergener. Disse gener kan opstå naturligt eller være konstrueret af videnskabsmænd til forskning og industrielle anvendelser.

Antibiotikaresistensgener

Plasmider er en væsentlig drivkraft for bakteriel antibiotikaresistens. Resistensgenerne koder for proteiner, der beskytter værtscellen ved hjælp af mekanismer som aktiv udpumpning af antibiotika, enzymatisk nedbrydning af dem eller kemisk modificering af lægemidlet, så det ikke længere binder sit mål. I laboratoriemiljøer fungerer disse gener som selekterbare markører:kun bakterier, der har inkorporeret plasmidet, overlever antibiotikabehandling, hvilket gør det muligt for forskere at isolere vellykkede transformerede kolonier.

Transgener

I genteknologi bruges plasmider til at klone og udtrykke gener fra forskellige organismer. Et DNA-fragment udskåret fra et dyr eller en plante og indsat i et bakterielt plasmid kaldes et transgen. Det resulterende rekombinante DNA - omfattende sekvenser fra to forskellige arter - muliggør kontrolleret undersøgelse og manipulation af genet af interesse i en bakteriel vært.

Reportergener

For visuelt at bekræfte tilstedeværelsen af plasmid-båret DNA inkluderer plasmider ofte reportergener. Grønt fluorescerende protein (GFP) fluorescerer grønt under ultraviolet belysning, mens lacZ-genet koder for β‑galactosidase, som spalter det farveløse substrat X‑gal til et blåt produkt. Kolonier, der huser reportergenet, fremstår således blå, hvilket giver en hurtig screeningsmetode.

F-faktor og konjugation

Konjugering gør det muligt for bakterier at overføre plasmider direkte til hinanden via en sexpilus - en smal, rørformet struktur, der forbinder to celler. Plasmidet, der er ansvarligt for at muliggøre denne proces, er F-faktoren eller fertilitetsfaktoren. Ved at indsætte rekombinant DNA i et F-faktor plasmid kan videnskabsmænd flytte fremmede gener mellem bakteriestammer, hvilket letter genetiske undersøgelser og bioteknologisk produktion.