پلاسمید ها و ساختار آن ها

پلاسمید رشته جداگانه ای از DNA بوده که در باکتریا ها و برخی مخمر ها دیده میشود. پلاسمید ها مستقل از DNA اصلی بوده و میتوانند مستقل از DNA اصلی همانند سازی (تکثر) نمایند. از پلاسمید ها در مهندسی ژنتیک (انجینیری جنتیک) برای ساخت DNA نوترکیب استفاده میشود.
برای عده ای از باکتیولوژیستها(دانشمندان باکتریا شناسی) این شبهه پیش آمد که شاید کروموزومهای چند گانه ویا کروموزومهای دیپلوئید در باکتریاها ، در واقع پلاسمیدهای بسیار بزرگی باشند که بعلت اندازه آنها با کروموزوم باکتریا اشتباه شده اند.اما هنگامی که تعریف دقیق کروموزوم و پلاسمید وتفاوتهای آنها توسط عده دیگری از دانشمندان ارائه شد ، این شبهه نیز برکنار شد. پلاسمیدها عناصر ژنتیکی هستند که چندان ضرورتی برای باکتری ندارند و تنها برخی خصوصیات ویژه را به باکتریها می دهند که به بقاء آنها کمک می کند،و در صورتیکه پلاسمیدها از باکتریا حذف شوند ، باکتری میتواند به حیات خود ادامه دهد. همچنین همانند سازی( تکثر) پلاسمید ها ارتباطی با چرخه سلولی(دوران زندگی هسته) و تقسیم باکتریا ندارد و پلاسمیدها میتوانند مستقل از سیکل سلولی (دوران زندگی هسته) به تعداد نامشخص(تعداد را نیاز سلول و شرایط محیطی تعیین میکند) تکثیر شوند. در هر سلول ممکن است چندین پلاسمید مشابه وجود داشته باشد. در صورتیکه کروموزومها بسیار برای باکتریاها حیاتی هستند و درصورت حذف هر یک ازکروموزومها، باکتریا خواهد مرد. تعداد دقیق کروموزومها بسیار برای تعادل ژنتیکی باکتری ضروری است حتی اگر یکی از کروموزومهای همولوگ در باکتریهای دیپلوئید حذف شوند باکتری خواهد مرد. همانند سازی کروموزومها دقیقاً منطبق با چرخه سلولی (دوران زندگی هسته) است و در هر سیکل سلولی (دوران زندگی هسته) فقط یک با ر همانند سازی(تکثر) صورت می گیرد. بنابراین تفاوت پلاسمیدها با کروموزومها در اندازه آنها نیست امروزه پلاسمیدها یی شناسایی شده اند که می توانند از کروموزومها بسیار بزرگتر باشند(kbp 500-2500).
شاید برای شما سوال پیش بیاید که آیا پلاسمیدها در انسان نیز وجود دارند، در جواب به این سوال باید گفته شود که نه! قطعاً پلاسمید ها در انسانها و حجرات انسانی وجود ندارند.

موجوداتی که پلاسمید دارند

به طور عموم باکتریا ها پلاسمید دارند اما در یک نوع فنجی که همان خمیرمایه است نیز پلاسمیدها موجود هستند.
البته بعضی باکتریاها ممکن است که پلاسمید نداشته باشند و برخی نیز ممکن است داشته باشند.

تفاوت انسان ها و باکتریا ها

انسان ها خواص ژنتیکی و یا خواص ارثی خویش را از طریق کروموزوم ها یا (دی ان ای) انتقال می دهند در حالیکه خواص ارثی از یک باکتریا به باکتریای دیگر هم از طریق کروموزوم یا (دی ان ای) انتقال می یابد و هم از طریق پلاسمیدها و باید گفته شود که پلاسمیدها تنها خواص ارثی را نه بلکه ویژگی های یک باکتریا را نیز با خود منتقل می سازند.

مشخصات پلاسمید ها

 اولین بار جوشوا ليدربرگ در سال ۱۹۵۲ از پلاسمید ها استفاده کرد. پلاسمید ها دارای DNA های حلقه ای هستند. یک باکتریا می تواند چندین کپی یکسان و مساوی (از یک تا هزار کپی همشکل) از پلاسمید را در خود داشته باشد. اندازه پلاسمیدها از ۱۰۰۰ نوكلوتاید (شکل ساده دی ان ای تا ۲۰۰۰۰۰ هزار نوکلوتاید می باشد و همچنان در تغییر است.

وکتور ها (حامل ها) با هم یکسان نیستند 

پلاسمید ها همان مالیکول های حلقه ای درون حجره باكتریا را گویند که خواص ژنتیکی یک باکتريا را به باکتریای دیگر منتقل می سازد این یعنی همان دی ان ای های حلقه ای موجود در حجره باكتريا، اما وکتور یا حامل پلاسمید های دستکاری شده یا تغییر داده شده ای اند که توسط دانشمندان علم مایکروبیولوژی جهت تحقیقات و تولید محصولات بیولوژیکی مورد استفاده قرار می گیرد.

پلاسمید های خوب و بد

بدها : پلاسمید هایی اند که ژن های مقاوم در مقابل انتی بیوتیک هارا انتقال می دهند، آنها پروتینی را تولید می کنند که می تواند انتی بیوتیک ها و هر آن چیز دیگری را که مدافع بدن است را از بین میبرد. خوب ها: پلاسمید ها و وکتور(حامل) هایی هستند که توسط نسلگیری از آنها میتوان بسیاری از محصولات بیولوژیکی مانند دارو ها را از تولید نمود و مثال خوب این، داروی انسولین است.

انواع پلاسمیدها

دسته بندی پلاسمیدها بر اساس توانایی ورود به ژنوم میزبان : 

پلاسمیدهای طبیعی باکتری را میتوان از نقطه نظر اینکه بتوانند خودشان را درون کروموزوم میزبان وارد کنند یا خیر به دو دسته طبقه بندی می کنند:
۱- asmidاNon integrating P : پلاسمیدهایی هستند که توانایی وارد شدن به درون کروموزوم میزبان را نداشته و بطور کاملاً مستقل همانندسازی می کنند.
۲- Integrating plasmid : که به آنها اپی زوم نیز گفته می شود می توانند به درون کروموزوم میزبان وارد شوند. بنابراین اپی زوم، پلاسمیدی است که گاهی اوقات می تواند درون سیتوپلاسم و کاملاً مستقل از کروموزوم باکتری باشد در حالیکه در زمان دیگر میتواند به درون کروموزوم باکتری وارد شود. اپی زوم ها نیز می توانند بطور مستقل از کروموزوم همانندسازی می کنند

دسته بندی پلاسمیدها بر اساس توانایی انتقال یافتن :

پلاسمیدها بر اساس توانایی شان در انتقال یافتن به دیگر سلول های باکتریایی نیز تقسیم بندی می شوند که از این نقطه نظر بطور کامل دو نوع پلاسمید وجود خواهد داشت، یکی آن هایی که توانایی انتقال به سایر سلول ها را دارند و میتوانند فرایند هم یوغی را پیش ببرند (conjugative plasmid) و دیگر ان هایی که این توانایی را ندارند و  non-conjugative plasmid خوانده می شوند.

دسته بندی پلاسمیدها براساس عملکرد :

اما طبقه بندی بر اساس عملکرد، دسته بندی است که بسیار معمول بوده و بر این اساس ما پنج دسته پلاسمید خواهیم داشت:
۱- پلاسمیدهای جنسی یا F-plasmid) F) که به آنها Fertility plasmid نیز گفته میشود شامل ژن های tra می باشند و توانایی هم یوغی یا Conjugation را دارا میباشند.
۲- پلاسمیدهای مقاومتی یا پلاسمیدهای R-plasmids) R) که ژن هایی را حمل می کنند که مقاومت علیه آنتی بیوتیک ها یا سموم را باعث می شوند.
۳- Col plasmid ها که ژن های تولید کننده باکتریوسین ها را حمل می کنند. باکتریوسین ها پروتئین هایی هستند که سایر باکتری ها و نه میزبان حامل را از بین می برند. مثلاً پروتئین های Col باکتری E.Coli توسط پلاسمیدی به اسم Col E تولید می شوند.
۴- پلاسمیدهای تجزیه کننده که توانایی تجزیه مواد غیر معمول مثل تولوئن یا اسید سالیسیلیک را دارا می باشتد.
۵- پلاسمیدهای تهاجمی که باکتری حامل را به یک عامل بیماری زا یا پاتوژن تبدیل می کنند.