Kako se uporabljajo plazmidi v genskem inženirstvu

Plazmidi o vrta ektrakromoomkih, krožnih molekul DNA, ki jih najdemo v bakterijah in več vrtah evkariontov. o vrta amo-razmnoževalnih molekul znotraj celice in o neodvine od genomke DNA. Zato e lahko

Kako se uporabljajo plazmidi v genskem inženirstvu

Vsebina:

Plazmidi so vrsta ekstrakromosomskih, krožnih molekul DNA, ki jih najdemo v bakterijah in več vrstah evkariontov. So vrsta samo-razmnoževalnih molekul znotraj celice in so neodvisne od genomske DNA. Zato se lahko uporabijo kot nosilci tujih fragmentov DNA v različne tipe celic v genskem inženirstvu. Tehnika molekularne biologije, ki je tu vključena, je kloniranje. Genetski inženiring ustvarja organizme z novimi značilnostmi. Ti novi organizmi so znani kot gensko spremenjeni organizmi (GSO). Ta članek se osredotoča na proces genskega inženiringa, ki opisuje uporabo plazmidov pri ustvarjanju novih organizmov s spreminjanjem genomov.

Pokrita ključna območja

1. Kaj so plazmidi
- Definicija, funkcije
2. Kako se uporabljajo plazmidi v genskem inženirstvu
- Postopek molekularnega kloniranja

Ključni pojmi: kloniranje, DNA, genetski inženiring, gensko spremenjeni organizmi (GMO), plazmidi


Kaj so plazmidi

Plazmidi so majhne krožne molekule DNA, ki jih najdemo predvsem v bakterijah. So zunajkromosomski DNA elementi, ki se lahko neodvisno od bakterijskega genoma replicirajo. Geni, kodirani v plazmidih, pomagajo bakterijam preživeti v stresnih razmerah. Številne kopije plazmidov se lahko naravno pojavijo v bakterijski celici. Plazmide lahko uporabimo kot vektorje, ki prenašajo tuje molekule DNA v evkariontske in prokariontske celice. V nadaljevanju so opisane lastnosti, ki pomagajo pri plazmidih za uporabo kot vektorjev.

Značilnosti plazmidov

  1. Plazmide lahko zlahka izoliramo iz bakterijskih celic.
  2. V celicah so samoreplikativne.
  3. Sestavljeni so iz edinstvenih restrikcijskih mest za enega ali več restrikcijskih encimov.
  4. Vstavitev tujega fragmenta DNA ne more spremeniti replikacijskih lastnosti plazmidov.
  5. Plazmide lahko zaporedno transformiramo v različne tipe celic, transformante pa lahko izberemo na osnovi lastnosti odpornosti transformiranih plazmidov na odpornost na antibiotike.


Slika 1: Plazmidi

Kako se uporabljajo plazmidi v genskem inženirstvu

Genetski inženiring je modifikacija DNK, da se proizvedejo nove vrste organizmov z vstavljanjem ali brisanjem genov. Vnos genov lahko izvedemo s pomočjo vektorjev, kot so plazmidi. Glavni koraki genskega inženiringa so navedeni spodaj.

  1. PCR pomnoževanje ciljne DNA sekvence
  2. Razgradnja fragmentov DNA in plazmidov z istim restrikcijskim encimom
  3. Ligacija plazmidov in tujih fragmentov DNA, ki proizvajajo rekombinantne molekule DNA.
  4. Transformacija rekombinantnih molekul DNA v želeno vrsto celic.
  5. Izbira transformiranih celic.

Najpogostejši vektorji, ki se uporabljajo pri kloniranju, so izolirani iz E. coli. Vsak plazmid vsebuje tri funkcionalne regije: izvor replikacije, gen, odgovoren za odpornost na antibiotike, in mesto za prepoznavanje restrikcije za vstavitev tujega gena. Poseben restrikcijski encim uporabimo za rezanje plazmida in tujega fragmenta DNA. Med restrikcijsko razgradnjo postane krožni plazmid linearen in med ligacijo lahko tuji fragment DNA vstavimo v oba konca, tako da se plazmid spet kroži. Rekombinantni plazmid se transformira v receptorsko celico, ki je lahko bakterija, kvas, rastlina ali živalska celica. Proizvodnja velikega števila molekul rekombinantne DNA v celici, ki je sprejemljiva, je znana kot kloniranje. Transformirane celice lahko identificiramo z rezistenco plazmida na antibiotike. Vendar pa lahko transformant vsebuje medsebojni plazmid ali rekombinantni plazmid. Obe vrsti plazmidov kažejo odpornost na antibiotike. Zato je še en gen, kot je LacZ je potrebna za identifikacijo transformantov z rekombinantnimi plazmidi. Transformante z rekombinantnimi plazmidi imenujemo GSO.

Podroben postopek molekularnega kloniranja je prikazan v slika 2.


Slika 2: Molekularno kloniranje

Zaključek

Plazmidi so krožne molekule DNA, ki se naravno pojavljajo v bakterijah. Vsebujejo gene predvsem zaradi odpornosti na antibiotike. Plazmidi se uporabljajo v genskem inženirstvu za prenos tujega genskega materiala v različne vrste celic. Tuji fragment DNA se vstavi v plazmid in rekombinantna molekula DNA se transformira v celico prejemnika. Transformirane celice so izbrane z rezistenco uporabljenega plazmida na antibiotike.

Sklic:

1. Lodish, Harvey. "Kloniranje DNA s plazmidnimi vektorji."Molekularna celična biologija. 4. izdaja.U.S. National Library of Medicine, 1. januar 1970, www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21498/.

Vljudnost slike:

1. “Plasmid (angleščina)” Uporabnik: Spaully v angleščini wikipedia - lastno delo