Un plasmide è un piccolo pezzo circolare di DNA trovato nei batteri. I plasmidi sono diventati strumenti utili nelle biotecnologie, consentendo agli scienziati di combinare il DNA di diversi organismi in un pezzo continuo di DNA. I plasmidi si replicano da soli durante la divisione cellulare e sono stabili per lunghi periodi, il che significa che sono un ottimo veicolo per conservare singoli geni come i libri in una biblioteca. I plasmidi possono contenere i seguenti tipi di geni: geni di resistenza agli antibiotici, geni transgenici e reporter. Questi tipi di geni plasmidici possono verificarsi in modo naturale o essere ingegnerizzati dagli scienziati.

Geni di resistenza agli antibiotici

I plasmidi sono una delle cause dei batteri che diventano resistenti agli antibiotici. I plasmidi contengono geni di resistenza agli antibiotici, che producono proteine ​​che proteggono i batteri da droghe nocive. I geni di resistenza agli antibiotici possono funzionare in diversi modi. Uno è pompando l'antibiotico dai batteri, in modo che l'antibiotico non possa legare la sua proteina bersaglio all'interno della cellula. Un altro è degradando l'antibiotico in piccoli pezzi. E un altro è cambiando chimicamente l'antibiotico in modo che non interagisca più con la sua proteina bersaglio. I geni di resistenza agli antibiotici sono anche indicati come marcatori selezionabili nei plasmidi, poiché consentono ai batteri che hanno una resistenza di essere selezionati in una provetta dopo il trattamento con un antibiotico.

Transgeni

In biotecnologia I plasmidi sono ampiamente usati per isolare un gene da un animale o una pianta e quindi metterlo in batteri, il che rende più facile modificare e studiare quel gene. Un segmento di DNA che viene asportato enzimaticamente da un organismo e inserito in un plasmide batterico è chiamato transgene. La combinazione del transgene e del plasmide è chiamata DNA ricombinante, dal momento che è il DNA di due specie diverse che sono fuse insieme.

Gene reporter

I batteri a volte possono dare un calcio a un plasmide, quindi gli scienziati chi usa i plasmidi per fare il DNA ricombinante spesso vuole includere nel plasmide un gene che permetta loro di identificare visivamente quale colonia batterica ha batteri che contengono quel plasmide. Per visualizzare facilmente le colonie positive - quelle che hanno il DNA ricombinante - gli scienziati includono i geni reporter nel plasmide. Un gene reporter comune è la proteina fluorescente verde (GFP), che si illumina di verde sotto la luce ultravioletta. Un altro gene reporter comune è lacZ, che codifica per un enzima chiamato beta-galattosidasi (beta-gal). Beta-gal rompe lo zucchero lattosio a parte. Rompe anche una sostanza chimica incolore chiamata X-gal in uno zucchero e una molecola blu. Così le colonie batteriche che hanno il reporter beta-gal appariranno blu.

F-Factor

I batteri hanno modi per trasmettere le informazioni genetiche l'una all'altra. Un batterio può condividere i suoi plasmidi con un altro batterio attraverso quella che viene chiamata coniugazione. La coniugazione è la formazione di un tubo sottile - chiamato pilus del sesso - che collega un batterio all'altro. Il batterio che estende il pilus del sesso copia quindi un plasmide e passa la copia attraverso il tubo nell'altro batterio. Il plasmide che rende possibile la coniugazione è chiamato fattore F o fattore di fertilità. Il DNA ricombinante può essere inserito nel fattore F, che spinge il DNA estraneo tra i batteri.