ประเภทของพลาสมิด บทบาทของพลาสมิดในพันธุวิศวกรรม พลาสมิด

พลาสมิด- โครงสร้างทางพันธุกรรมเคลื่อนที่นอกโครโมโซมของแบคทีเรียซึ่งเป็นวงแหวนปิดของ DNA ที่มีเกลียวคู่ ขนาดคิดเป็น 0.1-5% ของ DNA ของโครโมโซม พลาสมิดสามารถคัดลอก (จำลอง) ได้โดยอัตโนมัติและมีอยู่ในไซโตพลาสซึมของเซลล์ ดังนั้นจึงสามารถมีพลาสมิดได้หลายสำเนาในเซลล์ พลาสมิดสามารถรวม (รวม) ไว้ในโครโมโซมและทำซ้ำร่วมกับมันได้ แยกแยะ การแพร่เชื้อ และ ไม่สามารถถ่ายทอดได้พลาสมิด- พลาสมิดที่ถ่ายทอดได้ (คอนจูกาทีฟ) สามารถถ่ายโอนจากแบคทีเรียหนึ่งไปยังอีกแบคทีเรียหนึ่งได้

ในบรรดาลักษณะฟีโนไทป์ที่พลาสมิดมอบให้กับเซลล์แบคทีเรีย สามารถแยกแยะได้ดังต่อไปนี้::

1) ความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะ

2) การก่อตัวของโคลิซิน;

3) การผลิตปัจจัยการทำให้เกิดโรค;

4) ความสามารถในการสังเคราะห์สารปฏิชีวนะ

5) การสลายสารอินทรีย์ที่ซับซ้อน

6) การก่อตัวของเอนไซม์จำกัดและดัดแปลง

คำว่า "พลาสมิด" ถูกนำมาใช้ครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน เจ. เลเดอร์เบิร์ก (1952) เพื่ออ้างถึงปัจจัยทางเพศของแบคทีเรีย พลาสมิดนำยีนที่ไม่จำเป็นสำหรับเซลล์เจ้าบ้านและให้แบคทีเรีย คุณสมบัติเพิ่มเติมซึ่งภายใต้เงื่อนไขบางประการ สิ่งแวดล้อมให้ข้อได้เปรียบชั่วคราวเหนือแบคทีเรียที่ปราศจากพลาสมิด

พลาสมิดบางชนิดอยู่ภายใต้ การควบคุมอย่างเข้มงวดซึ่งหมายความว่าการจำลองแบบของพวกมันจะควบคู่ไปกับการจำลองโครโมโซมเพื่อให้เซลล์แบคทีเรียแต่ละเซลล์มีพลาสมิดหนึ่งหรืออย่างน้อยหลายสำเนา

จำนวนสำเนาของพลาสมิดที่อยู่ด้านล่าง การควบคุมที่อ่อนแอสามารถเข้าถึงได้ตั้งแต่ 10 ถึง 200 ต่อเซลล์แบคทีเรีย

เพื่อจำแนกลักษณะของพลาสมิดจำลอง พวกมันมักจะถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มที่เข้ากันได้ ความไม่เข้ากันพลาสมิดมีความเกี่ยวข้องกับการที่พลาสมิดสองตัวไม่สามารถคงอยู่ในเซลล์แบคทีเรียเดียวกันได้อย่างเสถียร ความไม่เข้ากันเป็นลักษณะของพลาสมิดที่มีความคล้ายคลึงกันสูงของการจำลองซึ่งการบำรุงรักษาในเซลล์ถูกควบคุมโดยกลไกเดียวกัน

พลาสมิดบางชนิดสามารถรวมเข้ากับโครโมโซมของแบคทีเรียแบบย้อนกลับได้และทำหน้าที่เป็นแบบจำลองเดียว พลาสมิดดังกล่าวเรียกว่า บูรณาการ หรือ เรื่องราวดีๆ .

ในแบคทีเรีย ประเภทต่างๆค้นพบ R-พลาสมิด, แบกยีนที่รับผิดชอบในการต่อต้านหลายอย่าง ยา- ยาปฏิชีวนะ ซัลโฟนาไมด์ ฯลฯ เอฟ พลาสมิด, หรือปัจจัยทางเพศของแบคทีเรียซึ่งกำหนดความสามารถในการผันและสร้างพิลิทางเพศ เอนท์พลาสมิด, กำหนดการผลิตเอนเทอโรทอกซิน

พลาสมิดสามารถตรวจสอบความรุนแรงของแบคทีเรียได้เช่นเชื้อโรคของโรคระบาดและบาดทะยักความสามารถของแบคทีเรียในดินในการใช้แหล่งคาร์บอนที่ผิดปกติควบคุมการสังเคราะห์โปรตีนของสารคล้ายยาปฏิชีวนะ - แบคทีเรียแบคเทอริโอซินซึ่งกำหนดโดยพลาสมิดของแบคทีเรีย ฯลฯ การดำรงอยู่ของ พลาสมิดอื่นๆ จำนวนมากในจุลินทรีย์แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างที่คล้ายกันนั้นพบได้ทั่วไปในจุลินทรีย์หลากหลายชนิด

พลาสมิดอาจเกิดการรวมตัวกันอีกครั้ง การกลายพันธุ์ และสามารถกำจัด (กำจัด) ออกจากแบคทีเรียได้ ซึ่งจะไม่ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติพื้นฐานของพวกมัน พลาสมิดเป็นแบบจำลองที่สะดวกสำหรับการทดลองในการสร้างสารพันธุกรรมขึ้นมาใหม่ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย พันธุวิศวกรรมเพื่อให้ได้สายพันธุ์รีคอมบิแนนท์ เนื่องจากการคัดลอกตัวเองอย่างรวดเร็วและความเป็นไปได้ของการถ่ายโอนพลาสมิดแบบผันแปรภายในสปีชีส์ ระหว่างสปีชีส์หรือแม้แต่จำพวก พลาสมิดจึงเล่น บทบาทที่สำคัญในการวิวัฒนาการของแบคทีเรีย



11. พลาสมิดของแบคทีเรีย หน้าที่และคุณสมบัติ การใช้พลาสมิดใน พันธุวิศวกรรม- เทคโนโลยีชีวภาพทางการแพทย์ ภารกิจและความสำเร็จ

พลาสมิดเป็นโมเลกุล DNA ที่มีเกลียวคู่ มีขนาดตั้งแต่ 103 ถึง 106 bp อาจเป็นรูปวงแหวนหรือเป็นเส้นตรงก็ได้ พลาสมิดเข้ารหัสฟังก์ชันที่ไม่จำเป็นต่อชีวิตของเซลล์แบคทีเรีย แต่ให้ข้อได้เปรียบแก่แบคทีเรียเมื่อต้องเผชิญกับสภาพความเป็นอยู่ที่ไม่เอื้ออำนวย

ในบรรดาลักษณะฟีโนไทป์ที่ให้พลาสมิดแก่เซลล์แบคทีเรียมีดังต่อไปนี้:

ความต้านทานยาปฏิชีวนะ

การผลิตปัจจัยที่ทำให้เกิดโรค

ความสามารถในการสังเคราะห์สารปฏิชีวนะ

การก่อตัวของโคลิซิน

การสลายสารอินทรีย์เชิงซ้อน

การก่อตัวของเอนไซม์จำกัดและดัดแปลง การจำลองแบบของพลาสมิดเกิดขึ้นโดยไม่ขึ้นกับโครโมโซมโดยใช้เอนไซม์ชุดเดียวกันที่ทำหน้าที่จำลองโครโมโซมของแบคทีเรีย (ดูหัวข้อ 3.1.7 และรูปที่ 3.5)

พลาสมิดบางชนิดอยู่ภายใต้การควบคุมอย่างเข้มงวด ซึ่งหมายความว่าการจำลองแบบของพวกมันจะควบคู่ไปกับการจำลองโครโมโซมเพื่อให้เซลล์แบคทีเรียแต่ละเซลล์มีพลาสมิดหนึ่งหรืออย่างน้อยหลายสำเนา

จำนวนสำเนาของพลาสมิดภายใต้การควบคุมที่อ่อนแอสามารถเข้าถึงได้ตั้งแต่ 10 ถึง 200 ต่อเซลล์แบคทีเรีย

เพื่อจำแนกลักษณะของพลาสมิดจำลอง พวกมันมักจะถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มที่เข้ากันได้ ความไม่เข้ากันของพลาสมิดนั้นสัมพันธ์กับการที่พลาสมิดสองตัวไม่สามารถคงอยู่ในเซลล์แบคทีเรียเดียวกันได้อย่างเสถียร ความไม่เข้ากันเป็นลักษณะของพลาสมิดที่มีความคล้ายคลึงกันสูงของการจำลองซึ่งการบำรุงรักษาในเซลล์ถูกควบคุมโดยกลไกเดียวกัน

พลาสมิดที่สามารถรวมเข้ากับโครโมโซมของแบคทีเรียแบบย้อนกลับได้และทำหน้าที่เป็นแบบจำลองเดียวเรียกว่าอินทิเกรติตีหรือเอพิโซม

พลาสมิดที่สามารถถ่ายทอดจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งได้ บางครั้งถึงกับอยู่ในหน่วยอนุกรมวิธานที่แตกต่างกัน เรียกว่า ถ่ายทอดได้ (คอนจูกาทีฟ) ความสามารถในการถ่ายทอดผ่านมีอยู่ในพลาสมิดขนาดใหญ่ที่มี tra-operon เท่านั้น ซึ่งรวมยีนที่รับผิดชอบในการถ่ายโอนพลาสมิดเข้าด้วยกัน ยีนเหล่านี้เข้ารหัส sex pili ซึ่งสร้างสะพานเชื่อมกับเซลล์ที่ไม่มีพลาสมิดที่ถ่ายทอดได้ ซึ่ง DNA ของพลาสมิดจะถูกถ่ายโอนไปยังเซลล์ใหม่ กระบวนการนี้เรียกว่าการผันคำกริยา (จะกล่าวถึงรายละเอียดในหัวข้อ 5.4.1) แบคทีเรียที่มีพลาสมิดที่แพร่กระจายได้นั้นมีความไวต่อแบคทีเรียที่เป็นเส้นใย "ตัวผู้"

พลาสมิดขนาดเล็กที่ไม่มียีน tra ไม่สามารถถ่ายทอดได้ด้วยตัวเอง แต่สามารถแพร่เชื้อได้เมื่อมีพลาสมิดที่สามารถถ่ายทอดได้โดยใช้อุปกรณ์ผันคำกริยา พลาสมิดดังกล่าวเรียกว่าการเคลื่อนที่ได้ และกระบวนการนี้เรียกว่าการเคลื่อนที่ของพลาสมิดที่ไม่สามารถถ่ายทอดได้

สิ่งที่สำคัญที่สุดในจุลชีววิทยาทางการแพทย์คือพลาสมิดที่ให้ความต้านทานต่อแบคทีเรียต่อยาปฏิชีวนะซึ่งเรียกว่า R-plasmids (จากการต่อต้านในภาษาอังกฤษ - การตอบโต้) และพลาสมิดที่ให้ความมั่นใจในการผลิตปัจจัยการทำให้เกิดโรคที่นำไปสู่การพัฒนากระบวนการติดเชื้อใน มหภาค R-plasmids มียีนที่กำหนดการสังเคราะห์เอนไซม์ที่ทำลายยาต้านแบคทีเรีย (เช่น ยาปฏิชีวนะ) จากการมีอยู่ของพลาสมิดดังกล่าวเซลล์แบคทีเรียจะต้านทาน (ต้านทาน) ต่อการกระทำของยาทั้งกลุ่มและบางครั้งก็ต่อยาหลายชนิด R-พลาสมิดจำนวนมากสามารถแพร่เชื้อได้ โดยแพร่กระจายไปทั่วประชากรแบคทีเรีย ทำให้ไม่สามารถเข้าถึงอิทธิพลได้ ยาต้านเชื้อแบคทีเรีย- แบคทีเรียสายพันธุ์ที่มี R-plasmids มักเป็นสาเหตุของการติดเชื้อในโรงพยาบาล

พลาสมิดที่กำหนดการสังเคราะห์ปัจจัยการทำให้เกิดโรคปัจจุบันพบในแบคทีเรียหลายชนิดที่เป็นเชื้อโรค โรคติดเชื้อบุคคล. การเกิดโรคของเชื้อโรคที่เกิดจากเชื้อ shigellosis, yersiniosis, กาฬโรค, โรคแอนแทรกซ์, ixodid borelliosis และ escherichiosis ในลำไส้มีความเกี่ยวข้องกับการมีอยู่และการทำงานของพลาสมิดที่ทำให้เกิดโรค

เซลล์แบคทีเรียบางชนิดมีพลาสมิดที่เป็นตัวกำหนดการสังเคราะห์สารที่สามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียกับแบคทีเรียชนิดอื่นได้ ตัวอย่างเช่น E. coli บางชนิดมี Col plasmid ซึ่งกำหนดการสังเคราะห์ colicins ซึ่งมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ต่อแบคทีเรียโคลิฟอร์ม เซลล์แบคทีเรียที่มีพลาสมิดดังกล่าวมีข้อได้เปรียบในการตั้งอาณานิคมในระบบนิเวศน์

พลาสมิดถูกนำมาใช้ในทางปฏิบัติของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านพันธุวิศวกรรมในการสร้างแบคทีเรียรีคอมบิแนนท์สายพันธุ์พิเศษที่ผลิตทางชีววิทยาในปริมาณมาก สารออกฤทธิ์(ดูบทที่ 6)

เทคโนโลยีชีวภาพเป็นสาขาความรู้ที่เกิดขึ้นและก่อตัวขึ้นที่จุดตัดของจุลชีววิทยา อณูชีววิทยา พันธุวิศวกรรม เทคโนโลยีเคมีและวิทยาศาสตร์อื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง การกำเนิดของเทคโนโลยีชีวภาพเกิดจากความต้องการของสังคมสำหรับผลิตภัณฑ์ใหม่ราคาถูกสำหรับเศรษฐกิจของประเทศ รวมถึงยาและสัตวแพทยศาสตร์ตลอดจนเทคโนโลยีใหม่ที่เป็นพื้นฐาน เทคโนโลยีชีวภาพคือการผลิตผลิตภัณฑ์จากวัตถุทางชีวภาพหรือการใช้วัตถุทางชีวภาพ สัตว์และสิ่งมีชีวิตของมนุษย์สามารถใช้เป็นวัตถุทางชีวภาพได้ (เช่น การได้รับอิมมูโนโกลบูลินจากซีรั่มของม้าหรือคนที่ได้รับการฉีดวัคซีน การได้รับผลิตภัณฑ์เลือดจากผู้บริจาค) อวัยวะแต่ละส่วน (การได้รับฮอร์โมนอินซูลินจากตับอ่อนขนาดใหญ่ วัวและสุกร) หรือการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ (การผลิตยา) อย่างไรก็ตาม จุลินทรีย์เซลล์เดียว เช่นเดียวกับเซลล์สัตว์และพืช มักถูกใช้เป็นวัตถุทางชีววิทยา

เซลล์สัตว์และพืช เซลล์จุลินทรีย์ในกระบวนการดำเนินชีวิต (การดูดซึมและการสลายตัว) ก่อให้เกิดผลิตภัณฑ์ใหม่และหลั่งสารเมตาโบไลต์ที่มีคุณสมบัติทางเคมีกายภาพและผลกระทบทางชีวภาพต่างๆ

เทคโนโลยีชีวภาพใช้ผลิตภัณฑ์เซลล์เหล่านี้เป็นวัตถุดิบและแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย เทคโนโลยีชีวภาพผลิตผลิตภัณฑ์มากมายที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ:

ยา (ยาปฏิชีวนะ วิตามิน เอนไซม์ กรดอะมิโน ฮอร์โมน วัคซีน แอนติบอดี ส่วนประกอบของเลือด ยาวินิจฉัย สารปรับภูมิคุ้มกัน อัลคาลอยด์ โปรตีนในอาหาร, กรดนิวคลีอิก, นิวคลีโอไซด์, นิวคลีโอไทด์, ลิพิด, แอนติเมตาบอไลต์, สารต้านอนุมูลอิสระ, ยาฆ่าพยาธิและยาต้านเนื้องอก);

สัตวแพทยศาสตร์และ เกษตรกรรม(ฟีดโปรตีน: การให้ยาปฏิชีวนะ วิตามิน ฮอร์โมน วัคซีน ผลิตภัณฑ์อารักขาพืชทางชีวภาพ ยาฆ่าแมลง)

อุตสาหกรรมอาหาร (กรดอะมิโน กรดอินทรีย์ โปรตีนในอาหาร เอนไซม์ ไขมัน น้ำตาล แอลกอฮอล์ ยีสต์)

อุตสาหกรรมเคมี (อะซิโตน เอทิลีน บิวทานอล);

พลังงาน (ก๊าซชีวภาพ เอทานอล)

ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยีชีวภาพจึงมุ่งเป้าไปที่การสร้างยาทางการแพทย์และสัตวแพทย์เพื่อการวินิจฉัย ป้องกัน และรักษาโรค แก้ไขปัญหาด้านอาหาร (เพิ่มผลผลิตพืชผล ผลผลิตปศุสัตว์ ปรับปรุงคุณภาพ ผลิตภัณฑ์อาหาร- นม ขนมหวาน เบเกอรี่ เนื้อสัตว์ ปลา) เพื่อสนับสนุนกระบวนการทางเทคโนโลยีมากมายในอุตสาหกรรมเบา เคมี และอุตสาหกรรมอื่นๆ นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องสังเกตบทบาทที่เพิ่มขึ้นของเทคโนโลยีชีวภาพในระบบนิเวศเนื่องจากการบำบัดน้ำเสีย การแปรรูปของเสียและผลพลอยได้ และการย่อยสลาย (ฟีนอล ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม และสารอื่น ๆ ที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม) ดำเนินการด้วยความช่วยเหลือของจุลินทรีย์

ปัจจุบันเทคโนโลยีชีวภาพแบ่งออกเป็นสาขาการแพทย์-เภสัชกรรม อาหาร เกษตรกรรม และสิ่งแวดล้อม ดังนั้นเทคโนโลยีชีวภาพจึงสามารถแบ่งออกได้เป็น การแพทย์ เกษตรกรรม อุตสาหกรรม และสิ่งแวดล้อม ในทางกลับกัน การแพทย์แบ่งออกเป็นด้านเภสัชกรรมและภูมิคุ้มกันวิทยา เกษตรกรรม แบ่งเป็นเทคโนโลยีชีวภาพด้านสัตวแพทย์และพืช และด้านอุตสาหกรรม ออกเป็นสาขาอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง (อาหาร อุตสาหกรรมเบา พลังงาน ฯลฯ)

เทคโนโลยีชีวภาพยังแบ่งออกเป็นแบบดั้งเดิม (เก่า) และใหม่ หลังมีความเกี่ยวข้องกับพันธุวิศวกรรม ไม่มีคำจำกัดความที่ยอมรับโดยทั่วไปของหัวข้อ "เทคโนโลยีชีวภาพ" และยังมีข้อถกเถียงว่าเป็นวิทยาศาสตร์หรือการผลิตด้วยซ้ำ

ชีววิทยาและพันธุศาสตร์

พลาสมิดของเซลล์แบคทีเรีย ในกรณีส่วนใหญ่ พลาสมิดของแบคทีเรียนั้นเป็นโมเลกุล DNA ทรงกลม supercoiled ที่มีโควาเลนต์ปิดด้วยโควาเลนต์สองชั้น เอนไซม์เหล่านี้จดจำตำแหน่งลำดับนิวคลีโอไทด์สั้นที่จำเพาะเหมือนกันใน DNA

หัวข้อที่ 22 พันธุวิศวกรรมพลาสมิด

1. พลาสมิดของเซลล์แบคทีเรีย

• ในกรณีส่วนใหญ่พลาสมิดของแบคทีเรียเป็นเกลียวคู่ชม. โมเลกุล DNA ทรงกลมที่ปิดด้วยโควาเลนต์แบบซุปเปอร์คอยล์ เนื่องจากโครงสร้างนี้ พวกมันจึงไม่ได้สัมผัสกับนิวคลีเอสของเซลล์ มีเส้นด้วยไทย nal plasmids ซึ่งนิวเคลียสไม่ทำหน้าที่ เนื่องจากส่วนปลายของพวกมันอยู่ด้านในก พวกเขามีการคุ้มครองเป็นพิเศษและโปรตีนทางกายภาพ (เทโลเมอเรส)
• ขนาดของพลาสมิดมีความแปรปรวนสูง ตัวอย่างเช่น น้ำหนักโมเลกุลของพลาสมิดที่เล็กที่สุดชนิดหนึ่งที่พบในสายพันธุ์แบคทีเรียอี. โคไล คือ 1.5 MD เซลล์ Pseudomonas อาจมีพลาสมิดโมเลกุลที่ ซึ่งมีมวลขั้วโลกใกล้เคียงกับ 500 MD ซึ่งเป็นประมาณ 20% ของมวลโมเลกุลของโครโมโซมโอ เราคือแบคทีเรียเหล่านี้
• คุณสมบัติของพลาสมิด:

1) ด้วย ความสามารถในการจำลองแบบอัตโนมัติ

2) การส่งผ่าน ( หมายถึงความสามารถในการปลาชม. กลางถูกถ่ายโอนจากเซลล์หนึ่งไปอีกเซลล์ระหว่างการผันคำกริยา);

3) ด้วย ความสามารถของพลาสมิดหลายชนิดการบูรณาการเข้ากับแบคทีเรีย chหรือโมโซมุ;

4) ความไม่เข้ากัน;

5) ทรัพย์สิน การยกเว้นผิวเผินมีอยู่ในพลาสมิดคอนจูกาทีฟ

6) พลาสมิดทำให้เซลล์แตกต่างลักษณะฟีโนไทป์

• พลาสมิดทุกประเภทจำเป็นสำหรับเซลล์แบคทีเรียด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:และสำหรับเรา:

1) กำหนดคุณสมบัติฟีโนไทป์จำนวนหนึ่ง, pโอ ช่วยให้คุณตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมได้อย่างยืดหยุ่นและรวดเร็วยิ่งขึ้นสภาพแวดล้อมปัจจุบัน

2) พลาสมิดของแบคทีเรียมีการใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในทางทฤษฎีและปฏิบัติจ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ (เช่น ใช้ในพันธุวิศวกรรม)

3) มีบทบาทสำคัญในการวิวัฒนาการของแบคทีเรีย

ข้าว. 1 - เอฟ -พลาสมิดของแบคทีเรียอี. โคไล

2. ระบบจำกัดและดัดแปลงเซลล์แบคทีเรีย

• ปรากฏการณ์แห่งข้อจำกัดและโหมดและนิยาย ถูกค้นพบโดยนายเบอร์ตานี เจ. ไวเกิลในปี พ.ศ. 2496 มีการศึกษาเพิ่มเติมในรายละเอียดในช่วงปลายทศวรรษปี พ.ศ. 2503 V. Arber เมื่อศึกษาการพัฒนาและ การเกิดแบคทีริโอฟาจ แลง ในสายพันธุ์ต่างๆ โคไล- พวกเขาค้นพบคโอ กลไกเพิ่มเติมที่ควบคุมความสัมพันธ์ระหว่างแบคทีเรียและฟาจ พื้นฐานก การวิจัยกลไกแบบเปิด ผู้เขียนเสนอรุ่น “ข้อจำกัดและการแก้ไขและแคตไอออน” - ข้อจำกัด แปลตรงตัวว่า “ข้อจำกัด”)นี่คือทฤษฎีที่อธิบายฉัน มีกลไกในการจำกัดความสามารถของแบคทีริโอฟาจในการเจริญเติบโตในแบคทีเรียโฮสต์โดยการกำหนดและสายพันธุ์ใหม่

ต่อมาได้มีการค้นพบเอนไซม์จำกัดและการประยุกต์ในพันธุศาสตร์ระดับโมเลกุล V. Arber, H. Smith และ D. Nathans ได้รับรางวัลโนเบลในปี 1978

• ทำงานในเซลล์แบคทีเรียระบบจำกัดและแก้ไข (มันถูกกำหนดให้เป็น ระบบอาร์-เอ็ม ) เกิดจากจุลินทรีย์ 2 สายพันธุ์ที่จำเพาะต่อสายพันธุ์โอ เอนไซม์ในร่างกายเมทิเลสและเอนไซม์จำกัดเอนไซม์เหล่านี้จดจำลำดับสั้น ๆ ที่เหมือนกันใน DNAข คุณสมบัติของนิวคลีโอไทด์เว็บไซต์ - เมทิลเลสโดยการปรับเปลี่ยนฐานบางส่วนของ DNA ในเซลล์โอ ปกป้องเธอจากการทำงานของเซลล์ของเธอเองชม. ไม่มีเอนไซม์จำกัด

การปรับเปลี่ยนก็คือ กระบวนการเปลี่ยนแปลงหลังการจำลองโครงสร้างดีเอ็นเอ, เช่น. จำเป็นต้องทำให้กระบวนการจำลองดีเอ็นเอเสร็จสมบูรณ์ ส่วนใหญ่มักจะระบุจ การปรับเปลี่ยนอาจเกิดขึ้นเมื่อเมทิลเลสเปลี่ยน DNA ด้วยเมทิลเลชั่นหรือไกลเคชั่นโอ การรวมตัวกันของอะดีนีนหรือไซโตซีน

• ชื่อของเอนไซม์จำกัด:

เอนไซม์จำกัดถูกกำหนดโดยตัวอักษร R - ตัวอย่างเช่น RBsu, REco

ชื่อของเอนไซม์จำกัดถูกกำหนดโดยชื่อทั่วไปและชื่อสปีชีส์ของแบคทีเรียที่ใช้แยกเอนไซม์นั้น การกำหนดตัวเลขเพิ่มเติม (เลขโรมัน) สะท้อนถึงลำดับเหตุการณ์ของการค้นพบเอนไซม์: Bacillus subtilis Bsu, Escherichia coli อีโค

• เอนไซม์จำกัดมีสามประเภท:ฉัน ครั้งที่สอง III

• เว็บไซต์ข้อจำกัดเอนไซม์จำกัดประเภท IIแสดงโดยปาลินทรา โอ มามิ

พาลินโดรม นี่คือตอนที่ลำดับในสาย DNA สองเส้นเหมือนกัน แต่ไปในทิศทางตรงกันข้าม.

ข้าว. 2 - ตัวอย่างของพาลินโดรม (หรือไซต์จำกัด)

• ตัวอย่างการทำงานของเอนไซม์จำกัดประเภทที่ 2:

1) เป็นผลจากการทำงานของเอนไซม์จำกัดครั้งที่สอง ชิ้นส่วน DNA ประเภทที่มีปลายทื่อ (เรียบ) เกิดขึ้น ตัวอย่างของเอนไซม์จำกัดดังกล่าวคือ เอนไซม์ Bal I:

2) เป็นผลจากการทำงานของเอนไซม์จำกัดครั้งที่สอง เกิดชิ้นส่วน DNA ชนิดที่มีปลายเหนียว (ไม่สม่ำเสมอ) เกิดขึ้น ตัวอย่างของเอนไซม์จำกัดดังกล่าวคือเอนโดนิวคลีเอส EcoR1:

3. พันธุวิศวกรรม การโคลนยีนในเซลล์จุลินทรีย์

• พันธุวิศวกรรมชุดวิธีการที่ช่วยให้คุณสร้างได้ในหลอดทดลอง โมเลกุลดีเอ็นเอลูกผสม ตามมาด้วยการถ่ายโอนโครงสร้างทางพันธุกรรมใหม่เหล่านี้จากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่ง เป้าหมายของพันธุวิศวกรรมคือการได้รับเซลล์ (ส่วนใหญ่เป็นแบคทีเรีย) ที่สามารถผลิตโปรตีน "มนุษย์" บางชนิดในระดับอุตสาหกรรม ในความสามารถในการเอาชนะอุปสรรคระหว่างสายพันธุ์และถ่ายโอนลักษณะทางพันธุกรรมส่วนบุคคลของสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่ง (ใช้ในการปรับปรุงพันธุ์พืชและสัตว์)
• แผนภาพการทดลองสำหรับการสร้าง DNA รีคอมบิแนนท์และยีนโคลนนิ่งในเซลล์แบคทีเรียแสดงไว้ในรูปที่ 1 2.

DNA ต่างประเทศและ DNA พลาสมิดถูกตัดออกในหลอดทดลอง โดยใช้เอนไซม์จำกัดเดียวกัน สิ่งนี้จะสร้างชิ้นส่วนที่มีปลาย "เหนียว" (ส่วนขั้วต่อแบบเกลียวเดี่ยวพร้อมฐานเสริม) อันเป็นผลมาจากการผสมชิ้นส่วนดังกล่าวและการรักษาด้วย ligase พลาสมิดจะถูกสร้างขึ้นโดยมี DNA ยูคาริโอตรวมอยู่ในนั้น DNA ลูกผสมเหล่านี้สามารถนำไปเป็นแบคทีเรียที่เหมาะสมได้โดยการเปลี่ยนรูปและแพร่กระจายเพื่อสร้างโคลนหลายตัว

ข้าว. 2 - การรับและการโคลนพีจ DNA รวมกัน

4. ความก้าวหน้าและปัญหาของเทคโนโลยีชีวภาพ

• เทคโนโลยีชีวภาพ โดยพื้นฐานแล้ว ไม่มีอะไรมากไปกว่าการสร้างซุปเปอร์โปรดิวเซอร์โดยใช้จุลินทรีย์และเซลล์พืชหรือสัตว์ที่สามารถสังเคราะห์สารโปรตีนใดๆ ที่มีความสำคัญในทางปฏิบัติได้ ตามคำจำกัดความของสหพันธ์เทคโนโลยีชีวภาพแห่งยุโรปซึ่งก่อตั้งขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2521 ระบุว่าเทคโนโลยีชีวภาพ บนพื้นฐานการประยุกต์ใช้ความรู้และวิธีการทางชีวเคมี จุลชีววิทยา พันธุศาสตร์ เทคโนโลยีเคมี คณิตศาสตร์ เศรษฐศาสตร์ ทำให้คุณได้รับประโยชน์จาก กระบวนการทางเทคโนโลยีจากคุณสมบัติของจุลินทรีย์และโครงสร้างเซลล์
• ปัญหาด้านเทคโนโลยีชีวภาพสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่ม คือ

1) ระเบียบวิธี - มีปัญหาด้านระเบียบวิธีมากมาย

2) เศรษฐกิจ - วิธีการทางพันธุวิศวกรรมเป็นขั้นตอนที่มีราคาแพงมากตัวอย่างเช่น โดยเฉลี่ยแล้ว การสร้าง GMP (พืชดัดแปลงพันธุกรรม) สายพันธุ์ใหม่หนึ่งสายพันธุ์มีค่าใช้จ่าย 50 ถึง 300 ล้านดอลลาร์ และใช้เวลา 6 ถึง 12 ปี

3) จริยธรรมและการเมือง

ขึ้นอยู่กับความคิดเห็นสาธารณะเชิงลบในปี 1998 ประเทศสมาชิกสหภาพยุโรปเสนอการเลื่อนการชำระหนี้ชั่วคราวห้าปีสำหรับการผลิตอาหารจากสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมและการนำเข้าผลิตภัณฑ์ดัดแปลงพันธุกรรม การเลื่อนการชำระหนี้ตามกฎหมายถูกยกเลิกในปี 2546 แต่พืชดัดแปรพันธุกรรมยังไม่มีการผลิตในเชิงพาณิชย์ในยุโรป

ใน พ.ศ. 2543 พิธีสารคาร์ตาเฮนาได้รับการลงนามในเรื่องความปลอดภัยทางชีวภาพ การจำกัดการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม จนถึงปัจจุบันมี 180 ประเทศได้เข้าร่วมแล้ว

ใน พ.ศ. 2547 สหภาพอนุรักษ์โลกยอมรับสิ่งมีชีวิต GM ว่าเป็น "มนุษย์ต่างดาวที่คุกคามเสถียรภาพของระบบนิเวศ" และเรียกร้องให้รัฐบาลต่างๆ ประเทศต่างๆเรียกร้องให้มีการห้ามใช้ในเชิงพาณิชย์

ข้าว. 3 - พื้นที่ปลูก (ล้านเฮกตาร์) ในปี 2545 สัดส่วนของพืชดัดแปรพันธุกรรมในนั้น

รายชื่อบริษัท
ซึ่งผลิตภัณฑ์มีส่วนประกอบดัดแปรพันธุกรรม

• เคลล็อกส์ (Kelloggs) ผลิตอาหารเช้าสำเร็จรูปได้แก่ ข้าวเกรียบ
• เนสท์เล่ ผลิตช็อคโกแลต กาแฟ เครื่องดื่มกาแฟ อาหารทารก
• ไฮนซ์ฟู้ดส์ผลิตซอสมะเขือเทศซอส
• เฮอร์ชีย์ ผลิตช็อกโกแลต น้ำอัดลม
• โคคา-โคลา ( Coca-Cola) โคคา-โคล่า สไปรท์ แฟนต้า คินลี่โทนิค
• แมคโดนัลด์ (แมคโดนัลด์) เครือ "ร้านอาหาร" อาหารจานด่วน
• ดานอน ผลิตโยเกิร์ต kefir คอทเทจชีส อาหารเด็ก
• ซิมิแลค (Similac) ผลิตอาหารสำหรับทารก
• แคดเบอรี ผลิตช็อคโกแลตโกโก้
• ดาวอังคาร ผลิตช็อกโกแลต Mars, Snickers, Twix
• เป๊ปซี่โค (เป๊ปซี่-โคล่า) เป๊ปซี่ มิรินด้า เซเว่นอัพ

หน้า 5

รวมไปถึงผลงานอื่นๆที่คุณอาจสนใจ
52495.		เกมการสอนสำหรับการสอนวิชาเคมี	429.41 KB
	อิทธิพลของเกมการสอนต่อประสิทธิผลของการเรียนรู้อัลกอริทึมสำหรับการพัฒนาและดำเนินเกมการสอน เกมการสอนในบทเรียนเคมี ในระหว่างเกม นักเรียนจะได้รับความรู้และทักษะใหม่ๆ และขยายขอบเขตอันไกลโพ้นของพวกเขา
52499.		วิธีจำคำผิดโดยไม่ต้องใช้ความพยายาม	32 กิโลไบต์
	แมวต่อหนูเล่าว่า: ฉันจะให้แซนด์วิชของฉันแก่คุณ แม่จะไม่โทรหา Vanya เพื่อทานอาหารเย็น ฉันกำลังนำคำพูดของนักเรียนไปปฏิบัติ: แม่ของ Kolya บอกว่า: ของหวานทำให้ท้องของฉันเจ็บ
52500.		ประสิทธิภาพของการฝึกอบรม	116.5 กิโลไบต์
	ในขณะที่ทำงานที่โรงเรียน ฉันตระหนักว่าการพัฒนาที่ชัดเจนโดยเฉพาะในการทำความเข้าใจการดำเนินงานหลักบางงานของโรงเรียนนั้นเป็นไปไม่ได้หากไม่มีการสอนที่แตกต่าง Golovna Zavdannya ชัดเจนถึงลังกาที่ซับซ้อน ไม่ใช่ Zaboti Ditini Datini Dati นั้นเจ็บปวดมากกว่าการวางธรรมชาติของโรงเรียน Simyu สำหรับแพทย์ ระดับความพร้อมของนักศึกษาก่อนเริ่มทำกิจกรรมเป็นสิ่งสำคัญมาก...
52502.		หลักฐานในการดำเนินคดีอนุญาโตตุลาการ	341.04 KB
	สถาบันหลักฐานตุลาการเป็นหนึ่งในสถาบันที่สำคัญที่สุดในสาขากฎหมายรัสเซียที่ควบคุมการบริหารกระบวนการยุติธรรมในคดีแพ่ง อนุญาโตตุลาการ และอาญา เอกสาร บทความ ข้อคิดเห็น และวิทยานิพนธ์จำนวนนับไม่ถ้วนได้อุทิศให้กับสถาบันแห่งนี้โดยรวมและในแง่มุมต่างๆ ของสถาบันแห่งนี้ นี่เป็นที่เข้าใจได้เนื่องจาก การใช้งานที่ถูกต้องหลักฐานใน การพิจารณาคดีรับประกันการสถาปนาความจริงตามวัตถุประสงค์:
52503.		ความแตกต่างคือสมองของความพยายามที่ประสบความสำเร็จ	95.5 กิโลไบต์
	ความแตกต่างของ Vikonuvati ถูกนำไปใช้กับผิวหนังอย่างเป็นระบบตามมาตรฐานเฉพาะ รับงานมอบหมายที่มีความยากลำบากเพิ่มขึ้นสำหรับผู้แข็งแกร่งขึ้นและเปลี่ยนโลกแห่งการช่วยเหลือสำหรับนักเรียนที่อ่อนแอกว่า ความแตกต่างจะต้องหยุดนิ่งภายใต้ชั่วโมงการทำงานส่วนหน้า หากนักวิทยาศาสตร์แก้ภารกิจเริ่มแรกที่ซ่อนอยู่ เลือกการมอบหมายตัวแปรเพื่อให้ครูและนักเรียนแก้ไขงานเหล่านี้ได้ง่ายขึ้น

100 รูเบิลโบนัสสำหรับการสั่งซื้อครั้งแรก

เลือกประเภทงาน วิทยานิพนธ์ งานหลักสูตรรายงานวิทยานิพนธ์ปริญญาโท เรื่อง การปฏิบัติ ทบทวนรายงานบทความ ทดสอบเอกสาร การแก้ปัญหา แผนธุรกิจ ตอบคำถาม งานสร้างสรรค์ การเขียนเรียงความ การเขียนเรียงความ การแปล การนำเสนอ การพิมพ์ อื่น ๆ การเพิ่มเอกลักษณ์ของข้อความ วิทยานิพนธ์ระดับปริญญาโท งานห้องปฏิบัติการความช่วยเหลือออนไลน์

ค้นหาราคา

พลาสมิดเป็นปัจจัยเพิ่มเติมของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม ซึ่งอยู่ในเซลล์นอกโครโมโซมและเป็นตัวแทนของโมเลกุล DNA แบบวงกลม (ปิด) หรือเชิงเส้น

พลาสมิดอิสระมีอยู่ในไซโตพลาสซึมของแบคทีเรียและสามารถแพร่พันธุ์ได้อย่างอิสระ อาจมีสำเนาหลายชุดอยู่ในเซลล์

พลาสมิดที่ถูกรวมจะถูกทำซ้ำพร้อมกันกับโครโมโซมของแบคทีเรีย การรวมตัวของพลาสมิดเกิดขึ้นเมื่อมีลำดับดีเอ็นเอที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งสามารถรวมตัวกันของโครโมโซมและพลาสมิดดีเอ็นเออีกครั้งได้ (ซึ่งทำให้พวกมันเข้าใกล้การพยากรณ์มากขึ้น)

พลาสมิดยังแบ่งออกเป็นชนิดที่สามารถถ่ายทอดได้ (เช่น F- หรือ R-พลาสมิด) ที่สามารถถ่ายทอดผ่านการผันคำกริยาได้ และไม่สามารถถ่ายทอดได้

พลาสมิดทำหน้าที่ควบคุมหรือเข้ารหัส พลาสมิดตามข้อบังคับเกี่ยวข้องกับการชดเชยความบกพร่องทางเมตาบอลิซึมของเซลล์แบคทีเรียโดยการรวมเข้ากับจีโนมที่เสียหายและฟื้นฟูการทำงานของมัน การเข้ารหัสพลาสมิดนำข้อมูลทางพันธุกรรมใหม่เข้าสู่เซลล์แบคทีเรีย โดยเข้ารหัสคุณสมบัติใหม่ที่ผิดปกติ (เช่น การดื้อยาปฏิชีวนะ)

ตามลักษณะบางอย่างที่เข้ารหัสโดยยีนพลาสมิด กลุ่มของพลาสมิดต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

เอฟ พลาสมิด เมื่อศึกษากระบวนการข้ามแบคทีเรียพบว่าความสามารถของเซลล์ในการเป็นผู้บริจาคสารพันธุกรรมนั้นสัมพันธ์กับการมีปัจจัย F พิเศษ F-พลาสมิดควบคุมการสังเคราะห์ F-pils ซึ่งเอื้อต่อการผสมพันธุ์ของแบคทีเรียผู้บริจาค (F+) กับแบคทีเรียผู้รับ (F") ในเรื่องนี้ สามารถสังเกตได้ว่าคำว่า "พลาสมิด" นั้นถูกเสนอเพื่อกำหนด " เพศ” ของแบคทีเรีย (Joshua Löderberg, 1952) F-plasmids สามารถเป็นอิสระและบูรณาการได้ F-plasmid ที่รวมอยู่ในโครโมโซมทำให้แน่ใจได้ว่าจะมีการรวมตัวกันของแบคทีเรียในความถี่สูง ประเภทนี้ดังนั้นพวกมันจึงถูกเรียกว่า Hfr plasmids จากภาษาอังกฤษ ความถี่สูงของการรวมตัวกันใหม่ ความถี่สูงการรวมตัวกันอีกครั้ง]

R พลาสมิดเข้ารหัสการดื้อยา (เช่น ยาปฏิชีวนะและซัลโฟนาไมด์ แม้ว่าตัวกำหนดความต้านทานบางตัวจะถือว่าสัมพันธ์กับทรานสโพซอนได้ถูกต้องมากกว่า) เช่นเดียวกับโลหะหนัก R-plasmids รวมถึงยีนทั้งหมดที่รับผิดชอบในการถ่ายโอนปัจจัยต้านทานจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง

พลาสมิดที่ไม่เชื่อมต่อกันมักมีลักษณะเฉพาะของ cocci แกรมบวก แต่ยังพบได้ในจุลินทรีย์แกรมลบบางชนิดด้วย (ตัวอย่างเช่น ฮีโมฟิลัส อินฟลูเอนซา, Neisseria gonorrhoeae). พวกเขามักจะมี ขนาดเล็ก(น้ำหนักโมเลกุลประมาณ 1 - 10*106 D) ตรวจพบพลาสมิดขนาดเล็กจำนวนมาก (มากกว่า 30 ตัวต่อเซลล์) เนื่องจากการมีอยู่ของปริมาณดังกล่าวเท่านั้นที่ทำให้แน่ใจได้ถึงการกระจายตัวของพวกมันในลูกหลานระหว่างการแบ่งเซลล์ พลาสมิดที่ไม่ใช่คอนจูกาทีฟสามารถถ่ายโอนจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งได้ หากแบคทีเรียมีทั้งพลาสมิดแบบคอนจูกาทีฟและพลาสมิดที่ไม่คอนจูกาทีฟ ในระหว่างการผันคำกริยา ผู้บริจาคยังสามารถถ่ายโอนพลาสมิดที่ไม่ผันคำกริยาได้เนื่องจากการเกาะกันของสารพันธุกรรมของพลาสมิดชนิดหลังกับพลาสมิดแบบคอนจูกาทีฟ

พลาสมิดของแบคทีเรียเข้ารหัสการสังเคราะห์แบคทีเรีย - ผลิตภัณฑ์โปรตีนที่ทำให้แบคทีเรียในสายพันธุ์เดียวกันหรือที่เกี่ยวข้องเสียชีวิต พลาสมิดจำนวนมากที่เข้ารหัสการก่อตัวของแบคเทอริโอซินยังมีชุดของยีนที่รับผิดชอบในการผันและถ่ายโอนพลาสมิด พลาสมิดดังกล่าวมีขนาดค่อนข้างใหญ่ (น้ำหนักโมเลกุล 25-150 * 106 D) มักตรวจพบในแท่งแกรมลบ พลาสมิดขนาดใหญ่มักมีอยู่ 1~2 ชุดต่อเซลล์ การจำลองแบบมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการจำลองแบบของโครโมโซมของแบคทีเรีย

พลาสมิดที่ทำให้เกิดโรคควบคุมคุณสมบัติความรุนแรงของหลายชนิด โดยเฉพาะ Enterobacteriaceae โดยเฉพาะอย่างยิ่ง F-, R-พลาสมิด และพลาสมิดของแบคทีเรียซิโนจีนีรวมถึงทอกซ์+ ทรานสโพซอน (องค์ประกอบทางพันธุกรรมการย้ายถิ่น ดูด้านล่าง) ซึ่งเข้ารหัสการผลิตสารพิษ บ่อยครั้งที่ tox+ transposons เข้ารหัสการสังเคราะห์โปรทอกซินที่สมบูรณ์ (เช่น โรคคอตีบหรือโบทูลินัม) ซึ่งกระตุ้นโดยโปรตีเอสของเซลล์ ซึ่งการก่อตัวนี้ถูกควบคุมโดยยีนบนโครโมโซมของแบคทีเรีย

พลาสมิดที่ซ่อนอยู่ พลาสมิดที่เป็นความลับ (ซ่อนอยู่) ไม่มียีนที่พวกมันตรวจพบได้ การแสดงฟีโนไทป์.

พลาสมิดที่ย่อยสลายทางชีวภาพ นอกจากนี้ ยังมีการค้นพบพลาสมิดจำนวนหนึ่งที่เข้ารหัสเอนไซม์สำหรับการย่อยสลายสารประกอบตามธรรมชาติ (ยูเรีย คาร์โบไฮเดรต) และสารประกอบที่ไม่ใช่ธรรมชาติ (โทลูอีน การบูร แนฟทาลีน) ที่จำเป็นสำหรับการใช้เป็นแหล่งคาร์บอนหรือพลังงาน ซึ่งให้ข้อได้เปรียบในการคัดเลือกเหนือสารประกอบอื่นๆ แบคทีเรียสายพันธุ์นี้ แบคทีเรียก่อโรคพลาสมิดดังกล่าวมีข้อได้เปรียบเหนือตัวแทนของจุลินทรีย์อัตโนมัติ

พลาสมิดอาจเกิดการรวมตัวกันอีกครั้ง การกลายพันธุ์ และสามารถกำจัด (กำจัด) ออกจากแบคทีเรียได้ ซึ่งจะไม่ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติพื้นฐานของพวกมัน พลาสมิดเป็นแบบจำลองที่สะดวกสำหรับการทดลองเกี่ยวกับการสร้างสารพันธุกรรมขึ้นใหม่ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในพันธุวิศวกรรมเพื่อให้ได้สายพันธุ์รีคอมบิแนนท์ เนื่องจากการคัดลอกตัวเองอย่างรวดเร็วและความเป็นไปได้ในการถ่ายโอนพลาสมิดแบบผันแปรภายในสปีชีส์ ระหว่างสปีชีส์ หรือแม้แต่จำพวก พลาสมิดมีบทบาทสำคัญในการวิวัฒนาการของแบคทีเรีย

หน้า 1

พบว่าในแบคทีเรียหลายชนิด นอกเหนือจากปริมาณ DNA ที่อยู่ใน "โครโมโซมของแบคทีเรีย" (หลายล้านคู่เบส) แล้ว ยังมีโมเลกุล DNA ทรงกลม "เล็ก" แบบเกลียวคู่และเกลียวซุปเปอร์คอยล์อีกด้วย พวกมันถูกเรียกว่าพลาสมิด - ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของพวกมันในโปรโตพลาสซึมของเซลล์ จำนวนคู่เบสในพลาสมิดถูกจำกัดให้อยู่ในช่วงตั้งแต่ 2 ถึง 20,000 แบคทีเรียบางชนิดมีพลาสมิดเพียงอันเดียว ในที่อื่นมีหลายร้อยคน

โดยปกติพลาสมิดจะถูกทำซ้ำในระหว่างการแบ่งเซลล์แบคทีเรียพร้อมกับ DNA หลักของโครโมโซม สำหรับการสืบพันธุ์ พวกเขาใช้ DNA polymerases I, III และเอนไซม์อื่น ๆ "โฮสต์" พลาสมิดสังเคราะห์โปรตีนจำเพาะของพวกมันโดยใช้ RNA polymerase และไรโบโซม ซึ่งเป็นของแบคทีเรียเจ้าบ้านด้วย ในบรรดา "ผลงาน" ของพลาสมิดเหล่านี้บางครั้งอาจเป็นสารที่ทำลายยาปฏิชีวนะ (แอมพิมัยซิน, เตตราไซคลิน, นีโอมัยซินและอื่น ๆ ) อะไรทำให้แบคทีเรียที่เป็นโฮสต์สามารถต้านทานผลกระทบของยาปฏิชีวนะเหล่านี้ได้หากตัวมันเองไม่มีความต้านทานดังกล่าว ไม่เพียงเท่านั้น “ความเป็นอิสระ” ของพลาสมิดบางชนิดขยายไปจนถึงจุดที่พวกมันสามารถสืบพันธุ์ในเซลล์แบคทีเรียได้ แม้ว่าการสังเคราะห์โปรตีนในพลาสมิดนั้น (และด้วยเหตุนี้ การแบ่งตัวของมัน) จะถูกขัดขวางโดยการกระทำของสารยับยั้งที่จำเพาะก็ตาม ในกรณีนี้สามารถสะสมพลาสมิดได้มากถึง 2-3,000 ตัวในแบคทีเรีย

พลาสมิดที่บริสุทธิ์สามารถแทรกซึมจากสารอาหารเข้าสู่เซลล์ของแบคทีเรียแปลกปลอม จับตัวอยู่ที่นั่นและแพร่พันธุ์ได้ตามปกติ จริงอยู่ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องเพิ่มการซึมผ่านของเยื่อหุ้มแบคทีเรียเหล่านี้ก่อนโดยการบำบัดด้วยสารละลายแคลเซียมคลอไรด์

การบูรณาการพลาสมิดจากต่างประเทศที่ประสบความสำเร็จนั้นเป็นไปได้เฉพาะกับเซลล์ส่วนน้อยในประชากรที่ได้รับการรักษาเท่านั้น อย่างไรก็ตามหากแบคทีเรียผู้รับไม่มีความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะชนิดใดชนิดหนึ่งและพลาสมิดที่ "สร้างขึ้น" ทำให้เกิดการต้านทานนี้แม้กระทั่งจากแบคทีเรีย "เปลี่ยนรูป" ที่ประสบความสำเร็จเพียงตัวเดียวบนอาหารเลี้ยงเชื้อด้วยการเติมยาปฏิชีวนะก็เป็นไปได้ เพื่อขยายอาณานิคมที่เต็มเปี่ยมไปด้วยพลาสมิดในตัว

สุดท้ายสิ่งที่สำคัญที่สุด หากชิ้นส่วนของ DNA ที่แปลกแยกโดยสิ้นเชิง (เช่น ยีนที่มาจากสัตว์) สามารถ "ฝัง" ลงใน DNA ของพลาสมิดได้ (ก่อนเริ่มการเปลี่ยนแปลง) จากนั้นชิ้นส่วนนี้ร่วมกับพลาสมิดจะ เข้าไปในเซลล์ผู้รับ คูณเข้าด้วยกันและควบคุมการสังเคราะห์ "พลาสมิดเทียม" ภายในโปรตีนของแบคทีเรียที่เข้ารหัสในยีนนี้!

ตอนนี้ให้เราจำไว้ว่าแบคทีเรียจะคูณตัวในตัวกลางที่เป็นสารอาหารเหลวด้วยความเร็วเท่าใด โดยคงไว้และเพิ่มการสังเคราะห์โปรตีนพลาสมิด (รวมถึง “pseudoplasmid”!) แน่นอนว่ามีโอกาสที่จะพัฒนาที่นี่ ปริมาณมากโปรตีนแต่ละตัว - ผลิตภัณฑ์จากกิจกรรมของยีนที่บุกรุก (“ แอบ”) แบคทีเรีย ยังคงแก้ปัญหาการรวมยีนที่เลือกไว้ในพลาสมิด และยังรับในเบื้องต้นอีกด้วย ปริมาณที่ต้องการยีนนี้เองถ้าจุดเริ่มต้นคือโครงสร้างของโปรตีนที่เราสนใจ (อย่างน้อยบางส่วน) ที่รู้จัก นี่คือจุดที่ความเป็นไปได้เฉพาะตัวของการใช้เอนไซม์จำกัดจะเปิดเผยออกมา

แต่ก่อนอื่น คำสองสามคำเกี่ยวกับการแยกพลาสมิดออกจากเซลล์ของโฮสต์แบคทีเรียปกติ นี่ไม่ใช่เรื่องยาก DNA ทั้งหมดสามารถชำระให้บริสุทธิ์ได้จากแบคทีเรียตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ แล้วหนึ่งใน วิธีการทางกายภาพแยก DNA น้ำหนักโมเลกุลต่ำของพลาสมิดออกจาก DNA น้ำหนักโมเลกุลที่ค่อนข้างสูงของโครโมโซมแบคทีเรีย คุณเพียงแค่ต้องแน่ใจว่าเมื่อเปิดเซลล์ ชิ้นส่วนเล็กๆ ของ DNA หลักจะไม่ปรากฏขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งไม่ควรใช้อัลตราซาวนด์เพื่อทำลายเยื่อหุ้มแบคทีเรีย

มันอาจจะง่ายกว่า รักษาสฟีโรพลาสต์ของแบคทีเรียด้วยด่างอ่อน + DDC-Na หรือต้มเป็นเวลา 1 นาที DNA ของโครโมโซมของแบคทีเรียพร้อมกับโปรตีนที่เกี่ยวข้องนั้นจะถูกทำให้เสียสภาพและตกตะกอนเป็นสะเก็ด สามารถถอดออกได้ง่ายด้วยการหมุนเหวี่ยง DNA ของพลาสมิดแบบวงกลมก็ถูกทำให้เสียสภาพเป็นครั้งแรกเช่นกัน แต่เนื่องจากวงแหวนเกลียวเดี่ยวของมันถูกเชื่อมต่อแบบทอพอโลยี พวกมันจึงไม่สามารถแยกออกจากกันได้ หลังจากพักฟื้น สภาวะปกติสิ่งแวดล้อม โครงสร้างดั้งเดิมของพลาสมิดจะถูกเปลี่ยนสภาพใหม่ พวกเขายังคงอยู่ในสารละลาย

สำหรับ ปีที่ผ่านมาพลาสมิดหลายร้อยตัวถูกแยกและทำให้บริสุทธิ์ คำอธิบายโดยธรรมชาติเริ่มต้นด้วยการนำเสนอลำดับนิวคลีโอไทด์ที่สมบูรณ์ของพลาสมิดดีเอ็นเอ "ซีเควน" อัตโนมัติสมัยใหม่ทำให้สามารถถอดรหัสลำดับของนิวคลีโอไทด์ได้ 4-5,000 คู่ในหนึ่งสัปดาห์ ในช่วงทศวรรษ 1980 เมื่อการจัดลำดับดีเอ็นเอด้วยตนเอง งานนี้ใช้เวลาหลายเดือน

ดูเพิ่มเติมที่:

การทำงานร่วมกันในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีความรวดเร็วและ การเติบโตอย่างรวดเร็วความสนใจในทิศทางสหวิทยาการที่เรียกว่า "การทำงานร่วมกัน" ผู้สร้างทิศทางการทำงานร่วมกันและผู้ประดิษฐ์คำว่า "การทำงานร่วมกัน" เป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยสตุ๊ตการ์ท...

ฐานฟีด
เป็นที่ทราบกันว่านากกินปลาเป็นหลัก โดยส่วนใหญ่เป็นปลาตัวเล็กซึ่งมีความยาวไม่เกิน 20 ซม. อาหารที่สำคัญที่สุดอันดับสองคือกบ นากจะกินพวกมันตลอดทั้งปีและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงอากาศหนาวเพื่อหาสถานที่หลบหนาว เหล่านี้สามารถใช้เป็นอาหาร...

ลักษณะทางเคมีและคุณสมบัติของวิตามินบี 12
ลักษณะทางเคมีวิตามินบี 12 ก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 2498 กลายเป็นวิตามินที่ซับซ้อนที่สุดในบรรดาวิตามินทั้งหมดที่มีน้ำหนักโมเลกุล 1,356 วิตามินบี 12 สามารถละลายได้ในน้ำและแอลกอฮอล์โดยไม่ละลายในอีเทอร์ ผลึกของมันมีสีแดงเข้มเนื่องจากมีอะตอมโคบอลต์ วิต...