Chào mừng bạn đến với dnulib.edu.vn! Hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về plasmid – một khái niệm quan trọng trong lĩnh vực y học và sinh học phân tử. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu trúc và ứng dụng của plasmid, cùng khám phá những thông tin hữu ích về chủ đề này.
Plasmid là gì?
Plasmid là một phân tử ADN mạch kép, dạng vòng, tự nhân đôi. Plasmid tồn tại bên ngoài DNA nhiễm sắc thể và hoạt động như những thực thể độc lập bên trong vi khuẩn. Plasmid có kích thước và số lượng bản sao khác nhau trong cùng một tế bào. Chúng thường chứa gen hoặc băng gen, mang lại lợi thế chọn lọc cho các tế bào vi khuẩn chứa chúng.
Plasmid rất phổ biến trong các sinh vật nhân chuẩn, ví dụ như:
- Trong ty thể của con người, plasmid chứa DNA vòng để tham gia quá trình hô hấp.
- Lục lạp của cây xanh chứa plasmid để thực hiện quá trình quang hợp.
- Các sinh vật đa bào bậc thấp như nấm men Saccharomyces cerevisiae có plasmid có đường kính lên đến 2 micron.
Cấu trúc của Plasmid là gì?
Cấu trúc của plasmid có một số điểm đặc trưng:
Cấu trúc vòng của DNA plasmid
Plasmid có thể tồn tại trong năm cấu hình trên gel điện di:
- Siêu cuộn cộng hóa trị (Supercoil): DNA còn nguyên vẹn trên cả hai sợi.
- Xoắn tròn (Circular): DNA vẫn còn nguyên vẹn trên cả hai sợi, nhưng không được xoắn bằng enzym.
- Siêu xoắn đã sửa đổi (Supercoil Modification): Hai sợi DNA không bị phân cắt và tạo thành một cấu trúc plasmid rất chặt chẽ.
- Vòng tròn mở (Notched Open Circle): Mạch bị hỏng.
- Tuyến tính (Switch Linear): Hai mạch được phân tách tại cùng một điểm.
Cấu hình trên gel điện di
Cấu hình của plasmid có thể được hiển thị trên gel điện di với sự linh hoạt tương đối:
- Vòng lặp mở (chậm nhất)
- Mạch thẳng
- Siêu xoắn
- Siêu xoắn đã sửa đổi
- Vặn tắt (nhanh nhất)
Các loại plasmid phổ biến
Plasmid được phân loại dựa trên khả năng lây lan sang các vi khuẩn khác và dựa trên chức năng của chúng:
Dựa trên khả năng lây lan sang các vi khuẩn khác
- Tiếp hợp plasmid (plasmid liên hợp): Thực hiện quá trình phức tạp để chuyển gen từ một plasmid này sang một vi khuẩn khác.
- Các plasmid không thắt dây: Không có khả năng tự thắt. Chúng có thể được chuyển sang các vi khuẩn khác với sự trợ giúp của các plasmid liên hợp.
- Các plasmid trung gian: Chỉ mang các gen cần thiết cho quá trình chuyển giao, còn được gọi là nhóm di động. Với sự hiện diện của các plasmid liên hợp, các plasmid này thường được tải nạp.
- Các plasmid không tương thích: Các plasmid được phân loại theo khả năng cùng tồn tại trong tế bào. Nó được quy định bởi các chức năng plasmid thiết yếu để sàng lọc sự không tương thích.
- Nhiều loại plasmid không giống nhau có thể cùng tồn tại trong tế bào. Trong một số trường hợp, plasmid không tương thích hoặc không phù hợp thường không thể cùng tồn tại và trong một số trường hợp, nó có thể bị loại bỏ khỏi tế bào.
Dựa trên chức năng
- Plasmid sinh sản (F) Plasmid: Có khả năng mang và liên kết gen, tham gia vào quá trình sinh sản plasmid.
- Plasmid kháng thuốc (R) Plasmid: Mang gen kháng thuốc kháng sinh hoặc độc tố.
- Col plasmid: Chứa gen mã hóa tổng hợp colchicine, một loại protein có khả năng tiêu diệt các vi khuẩn khác.
- Plasmid phân hủy sinh học: Giúp phân hủy các chất gây ô nhiễm như toluene và axit salicylic.
- Plasmid độc hại: Biến một sinh vật thành sinh vật gây bệnh.
Các ứng dụng của plasmid là gì?
Plasmid có rất nhiều ứng dụng trong các thí nghiệm sinh học, hóa sinh và di truyền. Dưới đây là một số ứng dụng chính của plasmid:
Sao chép và biểu hiện gen
Plasmid đóng một vai trò quan trọng trong quá trình sao chép hoặc biểu hiện gen. Chúng thường được chèn vào các gen quan tâm để tạo ra một plasmid chứa gen kháng kháng sinh và gen quan tâm. Vi khuẩn sau đó nhận plasmid này thông qua một quá trình gọi là biến đổi. Vi khuẩn chứa plasmid được nuôi cấy trên môi trường chứa kháng sinh, và nhờ gen kháng kháng sinh trên plasmid mà vi khuẩn có thể tiếp tục sống trên môi trường này. Sự có mặt của kháng kháng sinh trong môi trường cản trở việc tiếp thu plasmid bởi vi khuẩn không có gen kháng kháng sinh này. Sau quá trình tăng trưởng, vi khuẩn chứa plasmid được ly giải để phân lập plasmid.
Sản xuất protein
Plasmid cũng rất hữu ích để tạo ra protein với số lượng lớn. Bằng cách nuôi cấy vi khuẩn chứa plasmid, chúng được kích hoạt để tạo ra một lượng lớn protein. Phương pháp này đơn giản, tiết kiệm và hiệu quả cao, và được sử dụng rộng rãi trong sản xuất plasmid số lượng lớn hoặc nguồn protein, bao gồm cả insulin và kháng sinh.
Plasmid cũng được dùng làm vectơ trong kỹ thuật di truyền để chuyển gen từ một sinh vật sang sinh vật khác. Chúng chứa các tín hiệu di truyền giúp tạo ra một kiểu hình có thể được sàng lọc cho những cá thể có hoặc không có kiểu hình đó. Đoạn DNA có thể dễ dàng được chèn vào plasmid.
Sự khác biệt giữa nhiễm sắc thể và plasmid
Sự khác biệt cơ bản giữa nhiễm sắc thể và plasmid là:
- Nhiễm sắc thể chứa DNA bộ gen trong khi plasmid không.
- Nhiễm sắc thể được phủ bằng protein, trong khi plasmid không.
- Plasmid có hình tròn trong khi nhiễm sắc thể có dạng tuyến tính do plasmid được tạo thành từ DNA tuyến tính.
Hy vọng rằng bài viết này đã giúp bạn hiểu thêm về plasmid và ứng dụng của nó trong lĩnh vực y học và sinh học phân tử. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi hoặc ý kiến, hãy để lại dưới phần bình luận. Hãy ghé thăm trang web của chúng tôi – Dnulib để biết thêm nhiều thông tin hữu ích khác.
Được chỉnh sửa bởi: Dnulib
