Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


پرش به محتوا
ویکی‌پدیادانشنامهٔ آزاد
جستجو

پلاسمید

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
تصویر یکباکتری و پلازمید درون آن.

دیسَک،پلاسمید یاپلازمید (بهانگلیسی:Plasmid)، مولکولدی‌ان‌ای کوچکی‌است که به‌طور مجزا ازکروموزوم دریاخته وجود دارد.همانندسازی پلازمیدها درسیتوپلاسم و به‌طور مستقل از کروموزوم انجام می‌گیرد. پلازمیدها معمولاً به شکل یک مولکول دی‌ان‌ای دورشته‌ای حلقوی هستند (هرچند، گونه‌های خطی پلازمید نیز وجود دارند). هر پلازمید دارای یک محل آغاز همانندسازی (ori) است که همانندسازی پلازمید از آن نقطه شروع می‌شود.

پلازمیدها در بسیاری ازباکتری‌ها،آرکی‌ها (آرکی‌باکترها)، برخیقارچ‌ها مانندمخمر وگیاهان به‌طور طبیعی دیده می‌شوند اما می‌توان آن‌ها را به شکل مصنوعیتراریختی (ترانسفورماسیون) بهسلول‌هایجانوری نیز وارد کرد. در طبیعت، پلازمیدها می‌توانند موجب بهتر زنده‌ماندنجانداران شوند به‌طور مثال آن‌ها می‌توانند حاملژن‌هایمقاومت آنتی‌بیوتیکی باشند. پلازمیدها از طریقانتقال افقی ژن‌ها از یک باکتری به باکتری دیگر انتقال پیدا می‌کنند.

اندازهٔ پلازمیدها از ۱ تا ۱۰۰۰ کیلوجفت‌باز متغیر است. از یک تا هزاران پلازمید می‌تواند در یکسلول وجود داشته باشد. پلازمیدها بیشتر اوقات از طریقهم‌یوغی (یکی از مکانیسم‌های انتقال افقی ژن‌ها) از یک جاندار به جاندار دیگر منتقل می‌شوند.

واژهٔ پلازمید، اولین بار توسطزیست‌شناس آمریکاییجاشوآ لدربرگ در سال ۱۹۵۲ به‌کار گرفته شد.پلازمید مستقل از دی‌ان‌ای اصلیهمانندسازی می‌کند.

وکتورها

[ویرایش]
اجزای تشکیل‌دهندهٔ پلازمید

وکتورها، پلازمیدهایی هستند که درمهندسی ژنتیک از آن‌ها استفاده می‌شود. از پلازمیدها در مهندسی ژنتیک برای تکثیر یابیان ژن یا ژن‌های خاصی استفاده می‌شود. برای این کار،ژن مورد نظر را وارد پلازمید می‌کنند. این نوع از پلازمیدها به‌طور معمول دارای یک ژنمقاومت آنتی‌بیوتیکی (برای غربالگری) و یک جایگاه کلونینگ چندگانه (بهانگلیسی:multiple cloning site) یا polylinker است. جایگاه کلونینگ چندگانه، قطعهٔ کوچکی از پلازمید است که دارای چند جایگاه برش برای آنزیم‌های محدودالاثر مختلف (بهانگلیسی:restriction enzymes) است. این کار سبب می‌شود که قطعه یا ژن دلخواه به راحتی وارد پلازمید شود. در مرحلهٔ بعد، پلازمید از طریق ترانسفورماسیون وارد باکتری می‌شود. سپس باکتری در معرض یک آنتی‌بیوتیک خاص قرار می‌گیرد. باکتری‌هایی که پلازمید مورد نظر را داشته باشند، زنده می‌مانند زیرا ژن مقاومت آنتی‌بیوتیکی را بر روی پلازمید مورد نظر حمل می‌کنند اما باکتری‌هایی که پلازمید را نداشته باشند، می‌میرند. با استفاده از این روش (غربالگری باآنتی‌بیوتیک) می‌توان باکتری‌های دارای پلازمید را جدا ساخت و آن‌ها را به میزان زیاد تکثیر داد. سپس پلازمیدها را به میزان زیاد از آن‌ها جدا ساخت.

ظرفیت پذیرش قطعات دی‌ان‌ای در پلازمیدها بین ۱ تا ۱۰ کیلو جفت‌باز است. برای کلون کردن قطعات یا ژن‌های بزرگ‌تر بایستی از فاژ لامبدا، کاسمیدها (بهانگلیسی:cosmids)، کروموزوم‌های مصنوعی باکتریایی (بهانگلیسی:bacterial artificial chromosomes) یا کروموزوم‌های مصنوعی مخمری (بهانگلیسی:yeast artificial chromosomes) استفاده کرد.

کاربردها

[ویرایش]

مدل‌های بیماری

[ویرایش]

دانشمندان از دیرباز با استفاده از پلازمیدها،سلول‌های بنیادی جنینی موش‌ها را تغییر می‌دادند تابیماری‌های ژنتیکی را مدل‌سازی کنند. البته این امر با محدودیت‌هایی روبه‌رو بود که کاربرد گسترده‌تر آن در انسان را با چالش روبه‌رو می‌ساخت. با این حال، پیشرفت در زمینهٔ تکنیک‌هاینوترکیبی درویروس‌های مرتبط باآدنو (بهانگلیسی:Adeno-associated virus) ونوکلئازهای انگشت روی در ایجاد مدل‌هایبیماری‌های ژنتیکی انسانی بسیار مؤثر بوده‌اند.

ژن‌درمانی

[ویرایش]

موفقیتژن‌درمانی بستگی به داخل‌سازی ژن دلخواه به درون کروموزوم انسان بدون ایجاد آسیب به سلول، ایجاد جهش‌های سرطان‌زا یاپاسخ ایمنی داشته‌است. استفاده ازوکتورهای پلازمیدی، یکی از روش‌های ژن‌درمانی است. استفاده از نوکلئازهای انگشت روی (بهانگلیسی:Zinc finger nucleases) موجب نوترکیبی همولوگ در جایگاه خاصی از کروموزوم می‌شود. از این طریق می‌توان ژن دلخواه را وارد سلول‌های انسانی کرد.

اپی‌زوم‌ها

[ویرایش]

اپی‌زوم‌ها معادلیوکاریوتی پلازمیدهای باکتریایی هستند. در یوکاریوت‌ها به‌طور معمول اپی‌زوم‌ها، دی‌اِن‌اِی‌های حلقوی بسته‌ای هستند که داخلهستهٔ سلول تکثیر پیدا می‌کنند مانندآدنوویروس‌ها،هرپس‌ویروس‌ها و پولیوماویروس‌ها. برخی از اپی‌زوم‌های ویروسی درسیتوپلاسم تکثیر پیدا می‌کنند مانندپاکس‌ویروس‌ها. برخی از اپی‌زوم‌ها مانند هرپس‌ویروس‌ها از مکانیسم دایرهٔ غلتان (بهانگلیسی:rolling circle) برای تکثیر خود استفاده می‌کنند مانند آنچه که در موردفاژهای باکتریایی اتفاق می‌افتد. برخی از آن‌ها از طریق مکانیسم همانندسازی دو جهته (بهانگلیسی:bidirectional replication mechanism) تکثیر پیدا می‌کنند (پلازمیدهای نوع تتا). در هر دو مورد، اپی‌زوم‌ها به‌طور فیزیکی مجزا از کروموزوم میزبان هستند.

انواع

[ویرایش]
مراحلهم‌یوغی درباکتری‌ها
تصویرمیکروسکوپ الکترونی از پلازمید

یکی از روش‌های طبقه‌بندی پلازمیدها بر اساس انتقال آن‌ها به دیگر باکتری‌هاست. پلازمیدهای هم‌یوغی (بهانگلیسی:Conjugative plasmids) دارای ژن‌های tra هستند که در فرایند هم‌یوغی نقش دارد. در هم‌یوغی، پلازمید از یک باکتری به باکتری دیگر منتقل می‌شود. پلازمیدهای غیر هم‌یوغی توانایی آغاز هم‌یوغی در باکتری‌ها را ندارند اما می‌توانند با کمک پلازمیدهای هم‌یوغی منتقل شوند.

انواع مختلفی از پلازمیدها ممکن است در یک سلول وجود داشته باشند. با این حال، پلازمیدهای مشابه یا هم‌خانواده اغلب ناسازگار (بهانگلیسی:incompatible) هستند به‌طوری‌که فقط یکی از آن‌ها در سلول باقی خواهد ماند. این امر به دلیل تنظیم عملکردهای حیاتی آن‌ها اتفاق می‌افتد؛ بنابراین می‌توان پلازمیدها را در گروه‌های ناسازگاری مختلف طبقه‌بندی کرد.

روش دیگر طبقه‌بندی پلازمیدها بر اساس عملکرد آن هاست:

  • پلازمیدهای F یا پلازمیدهای باروری (بهانگلیسی:Fertility) که دارای ژن‌های tra هستند. آن‌ها موجب بیان پیلی جنسی و هم‌یوغی در باکتری‌ها می‌شوند.
  • پلازمیدهای R یا پلازمیدهای مقاومت که ژن‌هایمقاومت نسبت به آنتی‌بیوتیک‌ها یا ژن‌هایتوکسین‌ها (سموم) را حمل می‌کنند.
  • پلازمیدهای Col که ژن‌های کدکنندهٔباکتریوسین‌ها را حمل می‌کنند. باکتریوسین‌ها، پروتئین‌هایی هستند که می‌توانند سایر باکتری‌ها را از بین ببرند.
  • پلازمیدهای تجزیه‌کننده (بهانگلیسی:Degradative plasmids) که این توانایی را به باکتری می‌دهند تا ترکیبات غیرمعمول را تجزیه کنند مانندتولوئن وسالیسیلیک اسید.
  • پلازمیدهای بیماری‌زایی (بهانگلیسی:Virulence plasmids) که موجب تبدیل یک باکتری غیر بیماری‌زا به یک باکتریبیماری‌زا (پاتوژن) می‌شوند.

تفاوت پلازمید با کروموزوم

[ویرایش]

پلازمیدها، عناصریژنتیکی هستند که ضرورت چندانی برای سلول ندارند و تنها برخی ویژگی‌ها را به باکتری‌ها می‌دهند که به بقای آن‌ها کمک می‌کند. درصورتی‌که پلازمیدهایسلول حذف شوند، سلول می‌تواند به زندگی خود ادامه دهد. همچنینهمانندسازی پلازمیدها ارتباطی باچرخهٔ سلولی وتقسیم سلولی ندارد. آن‌ها می‌توانند مستقل از چرخهٔ سلولی به تعداد نامحدود (تعداد را نیاز سلول و شرایط محیطی تعیین می‌کند) تکثیر شوند. در هر سلول ممکن است چندین پلازمید مشابه وجود داشته باشد. با این وجود، کروموزوم‌ها بسیار برایسلول حیاتی هستند و درصورت حذف هر یک از کروموزوم‌ها،سلول خواهد مرد. تعداد دقیق کروموزوم‌ها، بسیار برای تعادل ژنتیکیسلول ضروری است. حتی اگر یکی ازکروموزوم‌های همولوگ حذف شوند، این تعادل به‌هم خواهد خورد. همانندسازی کروموزوم‌ها دقیقاً منطبق باچرخهٔ سلولی است و در هر چرخهٔ سلولی فقط یک بار همانندسازی انجام می‌شود.

پلازمید در مخمر

[ویرایش]

دو نوعوکتور مهم پلازمیدی درمخمرها عبارت‌اند از YIp و YRp.

YIp، پلازمید الحاقی مخمری (بهانگلیسی:Yeast integrative plasmid) است که برای زنده ماندن و تکثیر وارد کروموزوم مخمر می‌شود. YRp، پلازمید همانندساز مخمری (بهانگلیسی:Yeast Replicative plasmid) است که پایداری کمتری دارد و در هنگام جوانه زدن مخمر ممکن است از دست برود.

پلازمید در گیاهان

[ویرایش]
پلازمید Ti، پلازمیدی از باکتریآگروباکتریوم است که درمهندسی ژنتیک برایتراریخته کردنگیاهان به‌کار می‌رود

پلازمید در اثر آلودگی گیاه با باکتریآگروباکتریوم وارد گیاه می‌شود. امروزه از این‌گونه پلازمیدها، پس از انجام تغییراتی بر روی آن‌ها، برای انجاممهندسی ژنتیک در گیاهان، استفاده می‌شود.

پلازمید در باکتری‌ها

[ویرایش]

بیشترباکتری‌ها دارای پلازمیدهایی هستند که به آن‌ها ویژگی‌های تازه‌ای مانند مقاومت به یکآنتی‌بیوتیک خاص، مصرف نوعی قند یااسید آمینه، تولیدرنگدانه،بیماری‌زایی، تجزیهٔهیدروکربن‌ها یامولکول‌های پیچیدهٔ شیمیایی و غیره می‌دهد.

جستارهای وابسته

[ویرایش]

منابع

[ویرایش]

  • Suwanto, A. , and S. Kaplan. 1989. Physical and genetic mapping of the Rhodobacter sphaeroides 2.4.1 genome: presence of two unique circular chromosomes. J. Bacteriol. 171: 5850-5859
  • Suwanto, A and S. Kaplan. 1992. Chromosome transfer in Rhodobacter sphaeroides: Hfr formation and genetic evidence for two unique circular chromosomes. J. Bacteriol. 174: 1135-1145
  • Trucksis et al. 1998. The Vibrio cholerae genome contains two unique circular chromosomes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95: 14464-14469
  • Volff, J. -N. , and J. Altenbuchner. 2000. A new beginning with new ends: linearisation of circular chromosomes during bacterial evolution. FEMS Microbiol. Lett. 186: 143-150.

داده‌های کتابخانه‌ای: کتابخانه‌های ملیویرایش در ویکی‌داده


The image above contains clickable links
The image above contains clickable links
یکژن ناحیه ای ازDNA است که عملکرد را مشخص می‌کند. یککروموزوم شامل یک رشته طولانی از DNA بوده که حاوی ژن‌های زیادی است. یک کروموزوم انسانی می‌تواند تا ۵۰۰ میلیونجفت باز DNA با هزاران ژن داشته باشد.
ساختارهای آلیخودهمتاسازی
زندگی
ویروس
طبقه‌بندی ویروس‌ها
ویروئید
ویروس کمکی
Satellite
  • ssRNA satellite virus
  • dsDNA satellite virus (Virophage)
  • ssDNA satellite virus
  • ssDNA satellite
  • dsRNA satellite
  • ssRNA satellite (Virusoid)
  • Satellite-like nucleic acids
    • RNA
    • DNA
Other
پریون
نوکلئیک اسید
خودجایگزین‌گری
عناصر متحرک ژنتیکی
Other aspects
Endosymbiosis
پیدایش حیات
همچنین ببینید
زندگی سلولی وغیرسلولی و ساختارهای قابل قیاس
زندگی
زندگی غیرسلولی
ویروس

شاملویروئیدها،
ماهواره‌ها،
ویروس‌خوار،
ویروس‌وار
ساختارهای زنده
ساختارهای
قابل قیاس
مؤلفات سازنده
RNA
(RNA کدکننده وغیرکدکننده)
ترجمه‌ای
تنظیمی
سایرین
DNA
آنالوگ
حاملان کلونینگ
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=پلاسمید&oldid=38786811»
رده‌ها:
رده‌های پنهان:

[8]ページ先頭

©2009-2025 Movatter.jp