Plazmid

Plazmid (též plasmid) je malá, většinou kruhová molekula DNA schopná replikace, která se přirozeně vyskytuje v cytoplazmě některých bakterií, archebakterií, méně obvykle i u eukaryot. Jedna bakteriální buňka může (v laboratorních podmínkách) obsahovat až několik stovek či vzácně až 3 000 molekul plazmidů.^[1] Jeden plazmid mívá velikost v rozmezí cca 1 000–200 000 párů bází.^[1]

Schéma tyčinkovité bakterie, červeně „bakteriální chromozom“
a modře plazmidy

Plazmidy
pod elektronovým mikroskopem; uprostřed v relaxované formě, vpravo
v nadšroubovicovém vinutí

Plazmidy obyčejně dosahují přibližně 1–5 % množství DNA ve srovnání s bakteriálním chromozomem. Mohou v sobě kódovat různé doplňující vlastnosti, které ovšem mohou být pro daný organismus velice důležité. Navíc se tyto vlastnosti snadno mohou šířit mezi jednotlivými bakteriemi – uplatňují se totiž při jednom typu horizontální výměny genetické informace, nazývaném konjugace.

Zvláštní typy plazmidů

• Rhizobiální plazmidy – plazmidy umožňující fixaci vzdušného dusíku (N₂).^[2]
• Ti-plazmid – na těchto plazmidech se nachází geny, jejichž produkty vyvolávají tvorbu nádorů na kořenech dvouděložných rostlin.
• R-plazmidy – jsou to plazmidy nesoucí geny pro rezistenci proti antibiotikům.
• F-plazmidy – takzvané fertilní plazmidy, odpovídají za vznik tzv. pilů (sing. pilus), které umožňují vytvoření cytoplasmatického můstku mezi bakteriemi a posléze výměnu plazmidu. Bakterie, která tento plazmid získá, může posléze další konjugaci sama iniciovat.
• Col-plazmidy – tyto plazmidy nesou geny pro tvorbu kolicinů, proteinů, které mají schopnost usmrcovat jiné bakterie.
• 2 µm plazmid – malý kruhový plazmid vyskytující se u kvasinek Saccharomyces cerevisiae
• pGKL plazmidy – lineární plazmidy kvasinky Kluyveromyces lactis kódující tzv. killer fenotyp

Využití v genovém inženýrství

Plazmidy jsou ve vědě velmi často používané jako tzv. vektory genetické informace – je možné do nich začlenit nějaký zájmový fragment DNA a následně tento plazmid určitým způsobem vložit do nějaké bakterie (či dokonce do kvasinky). Takový plazmid se – za určitých okolností – bude v hostitelském organismu udržovat a kopírovat.

Plazmid používaný jako vektor by měl obsahovat několik důležitých částí:^[3]

• ori místo – replikační počátek
• geny podílející se na regulaci množství kopií plazmidu v buňce
• někdy i geny nutné pro replikaci plazmidu
• obvykle i selekční a detekční geny
• vhodná klonovací restrikční místa umožňující vkládání našich zájmových fragmentů DNA