Plasmid

Plasmids (thường) là các phân tử DNA mạch đôi dạng vòng nằm ngoài DNA nhiễm sắc thể (Hình 1). Chúng thường hiện diện trong vi khuẩn, đôi khi cũng có ở sinh vật có nhân thật (eukaryote) (ví dụ như vòng 2 micrometre ở Saccharomyces cerevisiae). Chúng có kích thước khoảng từ 1 đến hơn 400 kilobase pairs (kbp). Chúng có thể hiện diện chỉ một bản sao, đối với plasmid lớn, cho tới vài trăm bản sao trong cùng một tế bào....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Plasmid PlasmidFigure 1 : Sơ đồ minh họa một tế bào vi khuẩnvới plasmid ở bên trong. (1) DNA nhiễm sắcthể. (2) PlasmidsPlasmids (thường) là các phân tử DNA mạchđôi dạng vòng nằm ngoài DNA nhiễm sắc thể(Hình 1). Chúng thường hiện diện trong vikhuẩn, đôi khi cũng có ở sinh vật có nhân thật(eukaryote) (ví dụ như vòng 2 micrometre ởSaccharomyces cerevisiae). Chúng có kíchthước khoảng từ 1 đến hơn 400 kilobase pairs(kbp). Chúng có thể hiện diện chỉ một bản sao,đối với plasmid lớn, cho tới vài trăm bản saotrong cùng một tế bào.Mục lục  1 Tính kháng kháng sinh  2 Episomes  3 Vectors  4 Các loại plasmid  5 Các ứng dụng của plasmid  6 Plasmid - yếu tố di truyền ngoài thể nhiễm sắc ở vi khuẩn  7 Cấu hình  8 Xem thêmTính kháng kháng sinhFigure 2 : Sơ đồ plasmid với gene kháng khángsinh (1&2) và một ori(3)Plasmid thường chứa các gene hay nhóm gene(gene-cassettes) mang lại một ưu thế chọn lọcnào đó cho tế bào vi khuẩn chứa nó, ví dụ nhưkhả năng giúp vi khuẩn kháng kháng sinh. Mỗiplasmid chứa ít nhất một trình tự DNA có vaitrò vị trí bắt đầu sao chép (ori hay origin ofreplication), mang lại cho plasmid khả năng tựsao chép độc lập với DNA nhiễm sắc thể (Hình2).EpisomesFigure 3: So sánh plasmid không gắn xen (trên)và episomes (dưới). 1 DNA nhiễm sắc thể. 2Plasmids. 3 Phân bào. 4 DNA nhiễm sắc thể vớiplasmid đã gắn xen vàoEpisomes là những plasmid có khả năng gắnxen vào DNA nhiễm sắc thể của sinh vật chủ(Hình 3). Nhờ khả năng này, chúng có thể tồntại trong một thời gian dài, được sao chép cùnglúc với DNA nhiễm sắc thể khi tế bào phân chia,và trở thành một phần trong bộ máy di truyềncủa tế bào. Thuật ngữ này không còn được dùngcho plasmid, vì giờ đây người ta đã biết trình tựtương đồng (homology) với nhiễm sắc thể trênplasmid, như transposon, biến plasmid thànhepisome (giúp plasmid gắn xen vào nhiễm sắcthể).VectorsCác plasmid dùng trong kỹ thuật di truyền đượcgọi là các vector. Chúng được sử dụng để đưagene từ một sinh vật này vào sinh vật khác vàthường chứa một gene đánh dấu (geneticmarker) giúp tạo nên một kiểu hình (phenotype)để có thể chọc lọc những cá thể có hoặc khôngcó mang kiểu hình đó. Hầu hết đều có mang mộtpolylinker, là một đoạn ngắn mang vài vị trí cắtgiới hạn (restriction site) thông dụng, để có thểdễ dàng gắn chèn một đoạn DNA vào vị trí này.Xem thêm phần Ứng dụng của plasmid.Các loại plasmidFigure 4 : Sơ đồ về tiếp hợp ở vi khuẩn 1 DNAnhiễm sắc thể. 2 Plasmids. 3 Pilus.Một cách để phân nhóm các plasmid là dựa vàokhả năng truyền sang vi khuẩn khác của chúngPlasmid tiếp hợp (conjugative) chứa các tra-genes, giúp thực hiện một quá trình phức tạp gọilà tiếp hợp (conjugation), chuyển một plasmidsang vi khuẩn khác (hình 4).Plasmid không tiếp hợp là những plasmid khôngcó khả năng tự thực hiện tiếp hợp, vì thế chúngchỉ có thể được chuyển sang một vi khuẩn kháckhi có sự trợ giúp (ngẫu nhiên) của plasmid tiếphợp.Còn có một nhóm plasmid trung gian gọi lànhóm di chuyển được (mobilisable). Chúng chỉmang các gene cần thiết cho việc di chuyển.Những plasmid này có thể chuyển với tần suấtcao khi có mặt một plasmid tiếp hợp.Nhiều loại plasmid khác nhau có thể cùng tồntại trong một tế bào, đã có 7 plasmid khác nhauđược tìm thấy trong E. coli. Mặt khác, nhữngplasmid có họ hàng thường không thể cùng tồntại - không tương hợp (incompatible), một trongsố chúng sẽ bị loại khỏi tế bào. Vì thế, cácplasmid còn được xếp vào các nhóm khôngtương hợp (incompatibility group), dựa vào khảnăng cùng tồn tại của chúng trong một tế bào.Sự sắp xếp theo tính không tương hợp dựa vàocơ chế điều hòa những chức năng thiết yếu củaplasmid.Một cách khác để phân loại plasmid là dựa vàochức năng. Có 5 nhóm chính:  Plasmid giới tính (Fertility-(F) plasmid), mang các tra gene, có khả năng tiếp hợp.  Plasmid mang tính kháng (Resistance-(R) plasmid), mang các gene có khả năng kháng lại các thuốc kháng sinh hay các chất độc. Được biết dưới thuật ngữ R-factor trước khi phát hiện ra bản chất của nó là plasmid.  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.Một plasmid có thể thuộc một hoặc nhiều nhómchức năng kể trên.Những plasmid chỉ hiện diện với một hoặc mộtsố ít bản sao trong vi khuẩn, khi tế bào vi khuẩnphân chia, sẽ có nguy cơ bị dồn về một trong haitế bào con và tế bào con còn lại không còn bảnsao nào của plasmid này. Để tránh bị mất đi sauphân bào, những plasmid một bản sao có các cơchế để chủ động phân phối mỗi bản sao về mộttế bào con.Một số plasmid khác lại có cơ chế gây nghiện.Những plasmid này sản xuất ra một loại độcchất có thời gian phân hủy dài và một chấtkháng độc có thời gian phân hủy ngắn. Nhữngtế bào con nào còn giữ được một bản sao củaplasmid sẽ sống sót, trong khi những tế bào conmất plasmid sẽ chết hoặc giảm sức sống do độcchất vẫn còn trong tế bào mà khả năng tạo chấtkháng độc (nằm trên plasmid) đã không còn.Đây là một ví dụ về plasmid như là phân tửDNA ích kỉ (selfish DNA).Các ứng dụng của plasmidPlasmid đóng một vai trò quan trọng trong cácphòng thí nghiệm di truyền và sinh hóa, nơichúng được sử dụng để nhân bản hoặc biểu hiệncác gene cần quan tâm. Có rất nhiều plasmidđược thương mại hóa cho các ứng dụng trên.Đầu tiên, các gene cần quan tâm được gắn chènvào plasmid. Plasmid này có chứa, ngoài genequan tâm, một hay vài gene kháng kháng sinh.Plasmid này sau đó được đưa vào bên trong vikhuẩn bằng một quá trình gọi là biến nạp(transformation). Vi khuẩn sau đó được nuôitrên môi trường có chứa kháng sinh. Những vikhuẩn nhận được plasmid sẽ biểu hiện khả năngkháng kháng sinh (nhờ gene kháng kháng sinhnằm trên plasmid), do đó sống được trê ...