Plasmid là gì? Plasmid của vi khuẩn là gì? Ứng dụng plasmid

Plasmid là gì? Plasmid của vi khuẩn là gì? Ứng dụng plasmid? Có những loại plasmid điển hình nào?… Trong phạm vi bài viết dưới đây, hãy cùng DINHNGHIA.COM.VN đi tìm lời giải cho những thắc mắc trên nhé!

Plasmid là gì?

Plasmid là gì? Plasmids được hiểu là các phân tử ADN mạch đôi dạng vòng, sợi kép, tự tái bản. Plasmid nằm ngoài ADN nhiễm sắc thể và được duy trì trong vi khuẩn như các thực thể độc lập. Trong một số trường hợp có thể tìm thấy trên thực vật nhân thực. Plasmid có kích thước đa dạng, plasmid lớn cho tới vài trăm bản sao trong cùng một tế bào. Plasmid bình thường và nhỏ cho kích thước chỉ một bản sao.

Plasmid thông thường sẽ chứa các gene-cassettes (nhóm gene) hay gene. Plasmid mang lại ưu thế chọn lọc cho tế bào vi khuẩn chứa nó. Mỗi plasmid vai trò vị trí bắt đầu sao chép và có chứa ít nhất một trình tự ADN. Plasmid còn có khả năng tự sao chép độc lập với ADN nhiễm sắc thể.

Cấu hình Plasmid

Plasmid là gì và cấu hình Plasmid có gì đặc biệt? Một số điểm cần lưu ý về cấu hình của Plasmid như sau: 

ADN plasmid khi chạy điện di có thể xuất điện dưới 5 dạng cấu hình

• Supercoiled – Siêu xoắn hay Dạng vòng đóng bằng liên kết hóa trị. Trường hợp này ADN còn nguyên vẹn với cả hai mạch đều không bị cắt đứt.
• Relaxed Circular – Vòng tháo xoắn. Trong trường hợp này ADN vẫn còn nguyên với hai mạch đều không bị cắt, nhưng plasmid đã được enzyme tháo xoắn.
• Supercoiled Denatured – Siêu xoắn biến tính. Trường hợp này không phải là một dạng tự nhiên trong cơ thể. Nó thường tạo nên cấu hình plasmid rất chặt, cả hai mạch đều hông bị cắt nhưng bắt cặp bổ sung không chính xác và hiện diện với số lượng nhỏ khi bị ly giải quá độ với kiềm.
• Nicked Open-circular – Vòng mở. Trường hợp này có một mạch bị cắt.
• Linear – Mạch thẳng. Đối với trường hợp này hai mạch bị cắt ở cùng một vị trí.

Cấu hình trên gel biểu thị độ linh động điện di tương đối

• Vòng mở (chậm nhất)
• Mạch thẳng
• Siêu xoắn
• Siêu xoắn biến tính
• Vòng tháo xoắn (nhanh nhất)

Các loại plasmid

Từ việc nắm được khái niệm Plasmid là gì, bạn cũng cần ghi nhớ về các loại Plasmid như sau: 

Dựa vào khả năng truyền sang vi khuẩn khác

• Plasmid conjugation (Plasmid tiếp hợp): Dạng Plasmid  thực hiện một quá trình phức tạp gọi là tiếp hợp có chứa các tra-genes chuyển một plasmid sang vi khuẩn khác.
• Plasmid không tiếp hợp: Dạng plasmid  là những plasmid không có khả năng tự thực hiện tiếp hợp. Khi có sự trợ giúp của plasmid tiếp hợp chúng mới có thể được chuyển sang một vi khuẩn khác.
• Plasmid trung gian: Dạng nhóm Plasmid này chỉ mang các gene cần thiết cho việc di chuyển. Gọi là nhóm di chuyển được (mobilisable). Khi có mặt một plasmid tiếp hợp, những plasmid này có thể chuyển với tần suất cao.
• Plasmid không tương hợp:  Dạng Plasmid được sắp xếp dựa vào khả năng cùng tồn tại của chúng trong một tế bào. Dựa vào cơ chế điều hòa những chức năng thiết yếu của plasmid để sắp xếp theo tính không tương hợp.

Nhận xét: Plasmid có thể cùng tồn tại trong một tế bào với nhiều loại khác nhau. Theo nghiên cứu đã có 7 plasmid khác nhau được tìm thấy trong E. coli. Plasmid không tương hợp hoặc không có họ hàng thường không thể cùng tồn tại. Trong một số trường hợp sẽ bị loại khỏi tế bào.

Dựa vào chức năng

• Plasmid Fertility-(F) plasmid – Plasmid giới tính: Mang các tra gene, có khả năng tiếp hợp.
• Plasmid Resistance-(R) plasmid (Plasmid mang tính kháng): Mang các gene có khả năng kháng lại các thuốc kháng sinh hay các chất độc.
• Col-plasmid: Chứa gene mã hóa cho sự tổng hợp colchicine, một protein có thể giết chết các vi khuẩn khác.
• Plasmid phân hủy: Giúp phân hủy các chất lạ như toluene hay salicylic acid.
• Plasmid mang độc tính:  Làm cho sinh vật trở thành sinh vật gây bệnh.

Những ứng dụng plasmid

Plasmid là gì và ứng dụng plasmid như nào? – Ứng dụng của plasmid khá phổ biến trong sinh học cũng như những thí nghiệm sinh hóa và di truyền. Cụ thể như sau:

Plasmid giúp nhân bản hoặc biểu hiện các gene cần quan tâm

Plasmid đóng một vai trò quan trọng trong việc nhân bản hoặc biểu hiện các gene. Nhằm đáp ứng các ứng dụng trên có rất nhiều plasmid đã được thương mại hóa.

Plasmid thường được gắn chèn vào các gene cần quan tâm đây cũng là ứng dụng đầu tiên của nó. Plasmid này có chứa một hay vài gene kháng kháng sinh cùng gene quan tâm. Qua quá trình gọi là biến nạp (transformation), Plasmid được đưa vào bên trong vi khuẩn bằng.

Sau đó vi khuẩn được nuôi trên môi trường có chứa kháng sinh. Nhờ gene kháng kháng sinh nằm trên plasmid, những vi khuẩn nhận được plasmid sẽ biểu hiện khả năng kháng kháng sinh. Nhờ đó trong môi trường nuôi cấy có chứa kháng sinh tương ứng vi khuẩn vẫn sống được.

Vi khuẩn kháng sinh trong môi trường, vi khuẩn không nhận được plasmid  có thể bị tiêu diệt. Do các vi khuẩn này không nhận được plasmid vì chúng không mang gene kháng kháng sinh này. Vi khuẩn chứa plasmid sẽ được tách riêng ra, sau quá trình tăng sinh sẽ được thu lại và ly giải để phân lập plasmid.

Plasmid giúp tạo ra protein với số lượng lớn.

Các vi khuẩn chứa có khả năng sản xuất ra số lượng lớn protein. Nhờ việc nuôi cấy các vi khuẩn nằm trên các plasmid mang gene mong muốn. Chúng sẽ được kích hoạt để sản xuất ra số lượng lớn protein. Ứng dụng này đơn giản, tiết kiệm mang đến hiệu quả cao. Đây còn được coi là biện pháp tạo ra một lượng lớn plasmid. Hay nguồn protein cũng như insulin và kháng sinh.

Để dùng làm thể truyền (vector) thì plasmid cần phải đáp ứng những gì?

• Vùng nhân dòng đa vị chứa các điểm cắt cho các endonucleaza giới hạn, dùng để chèn các ADN nhân dòng.
• Plasmid phải chứa gen để chọn (như gen kháng ampicillin… )
• Điểm khởi động sao chép hoạt động trong E.coli

DINHNGHIA.COM.VN đã giải đáp thắc mắc Plasmid là gì đến quý vị và các bạn thông qua bài viết trên đây. Mong rằng với những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ, bạn sẽ có thêm kiến thức hữu ích trong cuộc sống về chủ đề plasmid là gì. Chúc bạn luôn học tốt!

Xem thêm: