פלסמיד
.svg)
פלסמיד הוא מקטע DNA שאינו חלק מה-DNA הכרומוזומלי, ומתפקד כיחידה עצמאית המסוגלת להשתכפל בעצמה. הפלסמיד לרוב מופיע בחיידקים, אך יכול להופיע גם באורגניזמים אאוקריוטיים (כדוגמת Saccharomyces cerevisiae) והוא בעל צורה מעגלית ומורכב מ-DNA דו גדילי.
הפלסמיד מכיל גנים שאינם חיוניים לחיידק על מנת לשרוד בתנאים רגילים. בתא יחיד עשויים להימצא מספר פלסמידים זהים בכמות משתנה, מאחד עד אלפים בתנאים מסוימים. בתהליך של העברה גנטית אופקית, הקרוי קוניוגציה, חיידק תורם (חיידק בעל פלסמיד) מסוגל להעתיק מידע גנטי לחיידק מקבל (חיידק שהיה חסר פלסמיד, או -F). באופן זה מועברות לחיידק המקבל תכונות ובהן (כאשר מועתקים הגנים מהפלסמיד עצמו) היכולת "לתרום" בעצמו.
סוגי חיידקים תורמי פלסמיד
1. במצב +F המטען הגנטי המועבר בקוניוגציה הוא של הפלסמיד בלבד. החיידק המקבל הופך אפוא לבעל פלסמיד ומסוגל להפוך גם לתורם.
2. במצב HFR הפלסמיד עבר איחוי ל-DNA הכרומוזומאלי, וכתוצאה מכך מועברים בקוניוגציה ראשית כל גנים מה-DNA הכרומוזומאלי. העברת הגנים מהפלסמיד נדחית, וזמן הקוניוגציה קצר מכדי שתכונות מהפלסמיד יועברו לחיידק המקבל. לכן, חיידק שקיבל פלסמיד מתורם מסוג HFR לרוב יוותר חסר פלסמיד. מצב HFR הוא הפיך, כלומר, פלסמיד שהתאחה עם ה-DNA הכרומוזומאלי עשוי לעיתים לשוב ולהפרד ממנו.
3. במצב 'F נפרד הפלסמיד מה-DNA הכרומוזומאלי שהיה מאוחה בו (HFR) ולקח איתו תכונות של ה-DNA הכרומוזומאלי (לו נפרד ממנו בלי לקחת תכונות, היה שב החיידק למצב +F רגיל). במקרה כזה, קוניוגציה תתרחש כמו במצב +F והפלסמיד בלבד יועתק אל חיידק מקבל. אולם, בניגוד למצב +F, כאן יועתק במסגרת הפלסמיד גם מידע מה-DNA הכרומוזומאלי של התורם.
אפיזומים
אפיזומים הם פלסמידים המסוגלים להשתלב ב-DNA הכרומוזומלי. דבר זה מאפשר להם להישאר יציבים במשך זמן רב, להיות מוכפלים עם כל הכפלה של התא, ולעיתים אף להשתלב לצמיתות בחומר התורשתי של החיידק.
חשיבותם האקולוגית של הפלסמידים
פלסמידים מקנים יתרון למיקרו-אורגניזמים שבהם הם מבוטאים, פלסמידים רבים מקודדים לחלבונים המקנים עמידות לאנטיביוטיקה כגון החלבון בטא לקטמאז המנטרל את פעילות הפניצילין. כמו כן פלסמידים מקודדים לחלבונים המאפשרים מסלולים מטבולים ייחודיים, לדוגמה שימוש בלקטוז כמקור אנרגיה.
מכיוון שגנים מן ה-DNA הכרומוזומלי העשויים לעבור מתורם 'F, והפלסמיד יכול לעבור מחיידק לחיידק- אם חיידק היה רגיש לסוג מסוים של אנטיביוטיקה וחיידק אחר העביר לו את הפלסמיד של העמידות אליה, החיידק המקבל יהיה עמיד לאנטיביוטיקה. לתהליך המעבר קוראים תהליך הטרנספורמציה, מלשון העבר (Transform). ישנם סוגים של חיידקים שאינם יכולים לקבל פלסמידים מסוימים. ליכולת לקבל פלסמיד קוראים קומפטנטיות.
פלסמידים בשרות הביולוגיה המולקולרית
הפלסמידים הם כלי חשוב במעבדות גנטיקה וביוכימיה. ניתן ליצור פלסמידים מהונדסים, בהם משתמשים על מנת להחדיר גן רצוי לתוך חיידקים קומפטנטים. מאחר שיעילות ההחדרה של הפלסמיד אל החיידקים איננה מוחלטת, נדרשת דרך להבדיל בין חיידק אשר הוחדר אליו פלסמיד לבין חיידק ללא פלסמיד ("סלקציה"). משום כך הפלסמיד מהונדס כולל גן לעמידות לאנטיביוטיקה כלשהי. העמידות לאנטיביוטיקה מאפשרת לחיידק אשר אליו הוחדר הפלסמיד להתרבות בקצב מהיר יותר מחיידק אשר לא הוחדר אליו הפלסמיד, במצע גידול המכיל אנטיביוטיקה. על מצע הגידול מוצק (לרוב נעשה שימוש במצע מזון המכיל אגר), יתרבו החיידקים העמידים לכדי מושבות הניתנות לזיהוי בעין בלתי מזוינת.
תהליך דומה מבוצע גם בשמרים, עם הבדלים מסוימים באופי הסלקציה.
| בקטריולוגיה | ||
|---|---|---|
| מונחי יסוד | פרוקריוטים • ארכאונים (חיידקים קדומים) • חיידקים אמיתיים • אנדוטוקסין |  |
| חלקי התא החיידקי ואברוניו | נוקלאואיד • פלסמיד • ציטופלזמה • ריבוזום • קרום התא • דופן התא: פפטידוגליקן (חומצה טיכואית) • פריפלזמה • קרום חיצוני: ליפופוליסכריד • קפסולה ו-Slime layer • שוטון • פילי • פימבריה • ביופילם | |
| מורפולוגיה | נקד • מתג • סלילון | |
| פיזיולוגיה | פליגה • קוניוגציה • טרנספורמציה • עמידות לאנטיביוטיקה | |
| מטבוליזם | חיידקים אירוביים (אווירניים אובליגטוריים, אווירניים פקולטטיביים, מיקרואירופילים) • חיידקים אנאירוביים (אל-אווירניים אובליגטוריים, אל-אווירניים פקולטטיביים, אל-אווירני סובל אוויר) • תסיסה • חיזור סולפט מיקרוביאלי • חיידקים סגולים | |
| שיטות בקטריולוגיות | צביעת גראם (חיידקים גראם-חיוביים, חיידקים גראם-שליליים) • צביעה יציבת חומצה • מבחן קטלאז • מבחן אוקסידאז • מבחן קואגולאז • סיווג לנספילד • מבחן CAMP | |
| מיגור חיידקים | חיטוי • פסטור • עיקור • אנטיביוטיקה | |
קישורים חיצוניים
שגיאות פרמטריות בתבנית:ויקישיתוף בשורה
פרמטרי חובה [ שם ] חסרים
- אתר ה- ISPB - International Society for Plasmid Biology
- היסטוריה של חקר פלסמידים
- ארז גרטי, הפלסמיד כאמצעי להנדסה גנטית, במדור "מאגר המדע" באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 16 אוגוסט 2010
