Plazmidok

A plazmidok extrakromoszómális, cirkuláris kettősszálú DNS darabok, melyek autonóm replikálódásra képesek, és többnyire valamilyen, a gazda számára előnyös genetikai információt (azaz szelektálható markert) hordoznak (leggyakrabban antibiotikum rezisztenciát). A gazdasejt lehet baktérium vagy eukarióta szervezet is, de a továbbiakban a gazda alatt bakteriális sejtet fogok érteni.

A definícióban az extrakromoszómális azt jelenti, hogy nem része a kromoszómának, azaz egy „különálló” DNS darab. Az autonóm (azaz független) replikáció azt jelenti, hogy a plazmidokról nem csak akkor készül másolat a sejtben, amikor a sejt osztódni készül, azaz a replikáció időpontja független a sejt kromoszómális DNS-ének replikációjától. Ebből viszont az következik, hogy a plazmid két osztódás közt is lemásolódik időnként, vagyis egyszerre egynél több kópia is jelen lehet a sejtben, ellentétben a kromoszómával, amiből csak közvetlenül az osztódás előtt van két darab a sejtben. A kópiaszám néhánytól akár több százig is terjedhet, ez a plazmid replikációs apparátusának típusától függ.

A plazmid nélkülözhetetlen része a replikációs origó (ori), a plazmid azon régiója, ahol a replikációért felelős fehérjék felismerik, és elindítják a másolását. A replikációs origó típusa meghatározza a plazmid lehetséges gazdakörét is, azaz azt, hogy milyen baktérium fajokban képes a plazmid fennmaradni (6.4. ábra).

Egy sejten belül több különböző fajta plazmid is előfordulhat. Bizonyos fajta plazmidok azonban nem képesek együttesen fennmaradni ugyanazon sejten belül. Azt, hogy két plazmid „megfér-e” együtt a sejten belül, a replikációs origójuk határozza meg. A plazmidok origóit inkompatibilitási csoportokba osztjuk. Két eltérő plazmid közül, ha azonos csoportba tartozik az origójuk, akkor csak az egyiket lehet fenntartani a sejtben. Több különböző féle plazmid egy sejten belül való fenntartásához ezen kívül az is szükséges, hogy a rajtuk kódolt szelektálható markerek eltérőek legyenek.

A plazmid vektorok

A plazmid vektorokban a vektor elnevezés arra utal, hogy a különböző mikrobiális genetikai eljárások során ezek a plazmid DNS-ek genetikai anyag célba juttatására vagy felszaporítására használatosak.

Éppen ezért azon kívül, hogy a plazmid voltuk miatt minden igaz rájuk, ami a plazmidokra is igaz, rendelkezniük kell néhány olyan tulajdonsággal, ami a funkcionalitásukat elősegíti. A plazmid vektorok mindig tartalmaznak szelektálható markert, ami baktérium vektorok esetében a legtöbbször valamilyen antibiotikum rezisztencia gén. Ugyancsak általános jellemzőjük a klónozóhely (multicloning site, MCS) jelenléte, ami egyedi restrikciós enzim hasítóhelyeket tartalmaz. Közös jellemzőjük továbbá, hogy a lehető legkisebb méretűek, hogy minél nagyobb DNS-darab célba juttatására legyenek alkalmasak (minél nagyobb a teljes plazmid, általában annál nehezebb dolgozni vele). A plazmid vektorok egyik altípusa a klónozó vektor, aminek egyetlen célja, hogy a klónozóhelyre épített DNS darabot fenntartsa, sokszorozza a baktérium segítségével. A másik fontos altípus az expressziós vektor, ezek olyan plazmidok, amik a beléjük épített DNS-ről – amennyiben az kódoló szekvenciát hordoz – átírják a fehérjét, itt a cél a baktérium által termelt fehérje kinyerése valamilyen kísérletes célra. Éppen ezért az expresszós vektorokban az expresszió elindításáért, működéséért, szabályozásáért felelős szekvenciák (promóter, riboszóma kötő hely, terminátor) is találhatóak.

6.4. Ábra Egy elterjedt klónozó vektor: a pBluescriptII KS+.