Πλασμίδιο
Το πλασμίδιο είναι ένα μόριο DNA που είναι ξεχωριστό από το χρωμοσωμικό DNA και μπορεί να αντιγράφεται (να αντιγράφεται) ανεξάρτητα.
Ο όρος πλασμίδιο εισήχθη για πρώτη φορά από τον Αμερικανό μοριακό βιολόγο Joshua Lederberg το 1952.
Τα πλασμίδια είναι δίκλωνα και, σε πολλές περιπτώσεις, κυκλικά. Τα πλασμίδια εμφανίζονται συνήθως φυσικά στα βακτήρια, αλλά μερικές φορές απαντώνται και σε ευκαρυωτικούς οργανισμούς (π.χ. ο δακτύλιος των 2 μικρομέτρων στον Saccharomyces cerevisiae).
Το μέγεθος του πλασμιδίου κυμαίνεται από 1 έως πάνω από 1.000 ζεύγη χιλιοβασικών βάσεων (kbp). Ο αριθμός των πανομοιότυπων πλασμιδίων σε ένα μόνο κύτταρο μπορεί να κυμαίνεται από ένα έως χιλιάδες. Τα πλασμίδια συνδέονται συχνά με τη σύζευξη, έναν μηχανισμό οριζόντιας μεταφοράς γονιδίων.
Τα πλασμίδια είναι μεταβιβάσιμα γενετικά στοιχεία, ή "ρεπλίκια", ικανά για ανεξάρτητη αυτοαντιγραφή σε έναν κατάλληλο ξενιστή. Πλασμίδια απαντώνται και στους τρεις μεγάλους τομείς, Αρχαία, Βακτήρια και Ευκαρία. Παρόμοια με τους ιούς, τα πλασμίδια δεν θεωρούνται μορφή "ζωής" όπως αυτή ορίζεται σήμερα. Σε αντίθεση με τους ιούς, τα πλασμίδια είναι "γυμνό" DNA και δεν κωδικοποιούν τα γονίδια που είναι απαραίτητα για τον εγκιβωτισμό του γενετικού υλικού για τη μεταφορά του σε νέο ξενιστή.
Η μεταφορά πλασμιδίου από ξενιστή σε ξενιστή απαιτεί άμεση, μηχανική μεταφορά μέσω σύζευξης ή αλλαγές στην έκφραση των γονιδίων του ξενιστή που επιτρέπουν την σκόπιμη πρόσληψη του γενετικού στοιχείου μέσω μετασχηματισμού.
Ο μικροβιακός μετασχηματισμός με πλασμιδιακό DNA δεν είναι ούτε παρασιτικός ούτε συμβιωτικός από τη φύση του, δεδομένου ότι το καθένα από αυτά συνεπάγεται την παρουσία ενός ανεξάρτητου είδους που ζει σε συμβιωτική ή επιβλαβή κατάσταση με τον οργανισμό-ξενιστή. Αντίθετα, τα πλασμίδια παρέχουν έναν μηχανισμό οριζόντιας μεταφοράς γονιδίων εντός ενός πληθυσμού μικροβίων και μπορεί να παρέχουν ένα επιλεκτικό πλεονέκτημα υπό μια δεδομένη περιβαλλοντική κατάσταση.
Τα πλασμίδια μπορεί να μεταφέρουν γονίδια που παρέχουν ανθεκτικότητα σε φυσικά αντιβιοτικά σε μια ανταγωνιστική περιβαλλοντική θέση, ή εναλλακτικά οι παραγόμενες πρωτεΐνες μπορεί να δρουν ως τοξίνες υπό παρόμοιες συνθήκες. Τα πλασμίδια μπορούν επίσης να παρέχουν στα βακτήρια την ικανότητα να δεσμεύουν στοιχειακό άζωτο ή να αποικοδομούν δύσκολες οργανικές ενώσεις. Αυτό μπορεί να παρέχει πλεονέκτημα σε συνθήκες στέρησης θρεπτικών συστατικών.
Εικόνα 1 : Απεικόνιση ενός βακτηρίου με εγκλωβισμένο πλασμίδιο που δείχνει το χρωμοσωμικό DNA και τα πλασμίδια.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι ένα πλασμίδιο;
A: Ένα πλασμίδιο είναι ένα μόριο DNA που είναι ξεχωριστό από το χρωμοσωμικό DNA και μπορεί να αναπαραχθεί ανεξάρτητα. Είναι δίκλωνο και, σε πολλές περιπτώσεις, έχει κυκλικό σχήμα.
Ε: Ποιος εισήγαγε τον όρο "πλασμίδιο";
Α: Ο όρος "πλασμίδιο" εισήχθη για πρώτη φορά από τον Αμερικανό μοριακό βιολόγο Joshua Lederberg το 1952.
Ε: Πόσο μεγάλα είναι τα πλασμίδια;
Α: Το μέγεθος των πλασμιδίων ποικίλλει από 1 έως πάνω από 1.000 ζεύγη χιλιοβασικών βάσεων (kbp).
Ε: Πού απαντώνται τα πλασμίδια στη φύση;
Α: Τα πλασμίδια εμφανίζονται συνήθως φυσικά σε βακτήρια, αλλά μερικές φορές συναντώνται σε ευκαρυωτικούς οργανισμούς όπως ο Saccharomyces cerevisiae.
Ερ: Τι σχέση έχει η οριζόντια μεταφορά γονιδίων με τα πλασμίδια;
Α: Τα πλασμίδια συνδέονται συχνά με τη σύζευξη, έναν μηχανισμό οριζόντιας μεταφοράς γονιδίων.
Ερ: Τα πλασμίδια θεωρούνται ζωντανά;
Α: Όχι, παρόμοια με τους ιούς, τα πλασμίδια δεν θεωρούνται μορφή ζωής, όπως αυτή ορίζεται σήμερα.
Ερ: Ποια πλεονεκτήματα μπορεί να προσφέρει η μεταφορά ορισμένων γονιδίων σε ένα πλασμίδιο;
Α: Η μεταφορά ορισμένων γονιδίων σε ένα πλασμίδιο μπορεί να παρέχει στα βακτήρια την ικανότητα να δεσμεύουν στοιχειακό άζωτο ή να αποικοδομούν δύσκολες οργανικές ενώσεις, γεγονός που θα μπορούσε να παρέχει πλεονέκτημα σε συνθήκες έλλειψης θρεπτικών συστατικών.
