Плазмидные векторы

Плазмиды – это внехромосомные, встречающиеся в природе, кольцевые двуцепочечные молекулы ДНК, способные к автономной репликации внутри бактериальных клеток.

Природные плазмиды содержат в своем составе гены устойчивости к антибиотикам, ионам тяжелых металлов (R-плазмиды), а также гены, контролирующие катаболизм некоторых органических соединений (плазмиды биодеградации, или D-плазмиды). Продукты экспрессии плазмидных генов благодаря высокой копийности плазмид обеспечивают клетке синтез большого количества ферментов, которые инактивируют антибиотики или ксенобиотики, что и обеспечивает устойчивость (резистентность) к последним..

Благодаря небольшому размеру плазмидную ДНК довольно легко выделить в чистом виде. Плазмидные ДНК легко “поглощаются” бактериальными клетками, если их обработать ионами кальция. Попавшие в клетку-хозяин молекулы ДНК плазмид реплицируются, образуя множество себе подобных копий. Однако бактериальная клетка обычно может содержать в своем составе плазмиды только одного типа. Это явление называется “несовместимость плазмид”.

Число копий плазмиды в клетке может существенно варьировать и зависит как от генетических особенности бактерии-хозяина, так и от самой плазмиды. Плазмиды, находящиеся "под ослабленным контролем" со стороны хромосомной ДНК хозяина, могут быть представлены в клетке от 10 до 200 копиями. Если же плазмида находится "под строгим контролем", она реплицируется с той же скоростью, что и главная хромосома, следовательно, содержится в клетке в одной или нескольких копиях. Однако такие малокопийные плазмидные ДНК также используют для создания векторов. Дело в том, что под действием антибиотика хлорамфеникола прекращается репликация хромосомной ДНК и клетка не делится, но плазмидная ДНК в таких условиях реплицируется и получается увеличение числа копии этой ДНК.