Plasmidi
Plasmidi on kromosomaalisesta DNA:sta erillinen DNA-molekyyli, joka voi replikoitua (kopioitua) itsenäisesti.
Termi plasmidi otettiin ensimmäisen kerran käyttöön yhdysvaltalaisen molekyylibiologin Joshua Lederbergin toimesta vuonna 1952.
Plasmidit ovat kaksisäikeisiä ja monissa tapauksissa pyöreitä. Plasmideja esiintyy yleensä luonnostaan bakteereissa, mutta joskus niitä esiintyy myös eukaryoottisissa eliöissä (esim. 2-mikrometrirengas Saccharomyces cerevisiae -bakteerissa).
Plasmidien koko vaihtelee yhdestä yli 1 000 kilobasepariin (kbp). Yksittäisen solun sisällä olevien identtisten plasmidien määrä voi vaihdella yhdestä tuhanteen. Plasmidit liittyvät usein konjugaatioon, joka on horisontaalisen geeninsiirron mekanismi.
Plasmidit ovat siirrettäviä geneettisiä elementtejä eli "replikoneja", jotka pystyvät itsenäisesti kopioitumaan sopivassa isännässä. Plasmideja esiintyy kaikilla kolmella suurella alueella, arkeilla, bakteereilla ja eukaryoilla. Virusten tapaan plasmideja ei pidetä "elämän" muotona sellaisena kuin se nykyisin määritellään. Toisin kuin virukset, plasmidit ovat "alastonta" DNA:ta, eivätkä ne sisällä geenejä, joita tarvitaan geneettisen materiaalin koteloimiseksi uuteen isäntään siirtämistä varten.
Plasmidin siirtyminen isännästä isäntään edellyttää suoraa mekaanista siirtymistä konjugaation avulla tai muutoksia isännän geeniekspressiossa, mikä mahdollistaa geneettisen elementin tarkoituksellisen omaksumisen transformaation avulla.
Mikrobien muuntaminen plasmidi-DNA:lla ei ole luonteeltaan loismaista eikä symbioottista, sillä kumpikaan niistä edellyttää isäntäorganismin kanssa yhteiselämässä tai haitallisessa tilassa elävän itsenäisen lajin läsnäoloa. Plasmidit tarjoavat pikemminkin mekanismin horisontaaliseen geeninsiirtoon mikrobipopulaation sisällä ja voivat tarjota valikoivan edun tietyssä ympäristötilanteessa.
Plasmidit voivat kantaa geenejä, jotka tuottavat resistenssiä luonnossa esiintyviä antibiootteja vastaan kilpailullisessa ympäristössä, tai vaihtoehtoisesti tuotetut proteiinit voivat toimia toksiineina vastaavissa olosuhteissa. Plasmidit voivat myös antaa bakteereille kyvyn sitoa alkuainetyppeä tai hajottaa vaikeita orgaanisia yhdisteitä. Tästä voi olla etua ravinteiden puutteessa.
Kuva 1: Kuva bakteerista, jonka sisällä on plasmidi, jossa näkyy kromosomaalinen DNA ja plasmidit.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on plasmidi?
A: Plasmidi on kromosomaalisesta DNA:sta erillinen DNA-molekyyli, joka voi monistua itsenäisesti. Se on kaksisäikeinen ja monissa tapauksissa muodoltaan pyöreä.
K: Kuka otti käyttöön termin "plasmidi"?
V: Termi "plasmidi" esiteltiin ensimmäisen kerran yhdysvaltalaisen molekyylibiologin Joshua Lederbergin toimesta vuonna 1952.
K: Kuinka suuria plasmidit ovat?
V: Plasmidien koko vaihtelee yhdestä yli 1 000 kilobasepariin (kbp).
K: Missä plasmideja esiintyy luonnossa?
V: Plasmideja esiintyy luonnostaan yleensä bakteereissa, mutta joskus niitä esiintyy myös eukaryoottisissa eliöissä, kuten Saccharomyces cerevisiae -organismeissa.
K: Miten horisontaalinen geeninsiirto liittyy plasmideihin?
V: Plasmidit liittyvät usein konjugaatioon, joka on horisontaalisen geeninsiirron mekanismi.
K: Pidetäänkö plasmideja elävinä?
V: Ei, virusten tavoin plasmideja ei pidetä elämän muotona sellaisena kuin se nykyisin määritellään.
K: Mitä etuja voi olla tiettyjen geenien kuljettamisesta plasmidilla?
V: Tiettyjen geenien kuljettaminen plasmidilla voi antaa bakteereille kyvyn sitoa alkuainetyppeä tai hajottaa vaikeita orgaanisia yhdisteitä, mikä voi tarjota etua ravinneköyhissä olosuhteissa.
