استخدامات البلازميد
تُستخدم البلازميدات في مجال الهندسة الوراثية لأغراض تضخيم وإنتاج نسخ متعددة من جينات محددة. وتستعمل في تقنيات متنوعة وأبحاث الهندسة الوراثية والعلاج الجيني، حيث يتم نقل الجينات إلى الخلايا البكتيرية أو خلايا الكائنات الحية مثل النباتات والحيوانات، بهدف تحسين مقاومة تلك الكائنات للأمراض وتعزيز معدلات نموها.
قام العلماء بتطوير مجموعة من التطبيقات للبلازميدات، بالإضافة إلى برامج لتحديد تسلسل الحمض النووي للبلازميدات، مما يمكنهم من استخدامها في تقنيات متنوعة. من الممكن تحقيق إنتاج صناعي كبير وفعال من حيث التكلفة للمضادات الحيوية، من خلال دمج ناقل التعبير الخاص بالمضاد الحيوي داخل الخلايا الميكروبية عبر آليات وطرق محددة.
تعتبر البلازميدات أيضًا أدوات فعالة في إدارة العلاج الجيني، وهي تقنية تُستخدم لتعديل وتصحيح الجينات المرتبطة بتطور الأمراض، ويمكن استخدامها أيضًا لتوليد البروتينات بكميات كبيرة، كما هو الحال في بروتين الأنسولين.
استخدام البلازميد في التكنولوجيا الحيوية
تُعتبر البلازميدات من العناصر الأساسية في تطوير التكنولوجيا الحيوية الجزيئية، حيث تعمل كوسيلة توصيل أو نواقل لإدخال الحمض النووي الغريب إلى بكتيريا معينة. بدأ استخدام البلازميدات لتوصيل DNA في السبعينات، إذ تم استخدام تقنية القطع واللصق لأول مرة لدمج الحمض النووي من كائنات أخرى في مواقع محددة داخل DNA البلازميد. وبعد إجراء التعديلات، تُعاد إدخال هذه البلازميدات في البكتيريا.
تقوم البلازميدات كناقلات للحمض النووي لأسباب عدة، منها سهولة احتفاظ البكتيريا بها، حيث تحتوي البلازميدات على جينات مقاومة للمضادات الحيوية. عند معالجة البكتيريا بالبلازميد، يُمكن زراعتها في وسط يحتوي على مضاد حيوي، مما يؤدي إلى بقاء ونمو وتكاثر الخلايا المُعالجة بالبلازميد، بينما تموت الخلايا البكتيرية غير المعالجة.
يُمكن نسخ البلازميدات عدة مرات، حيث يتم نسخ ناقل البلازميد والحمض النووي المحتوي عليه في كل مرة. يُعتبر الحمض النووي الدائري الخيار الأفضل لدمج تسلسلات الحمض النووي الإضافية، لأنه يُمكن فتحه وقطعه من دون أن يتعرض للتفكك، ثم يعود إلى شكله الأصلي بعد دمج الحمض النووي الجديد.
مفهوم البلازميد
تشير البلازميدات إلى قطع دائرية صغيرة من الحمض النووي تتكاثر بشكل مستقل عن الحمض النووي الصبغي للمضيف. توجد في الأساس في البكتيريا، كما يمكن العثور عليها بشكل طبيعي في الكائنات الحية بدائية النواة وحقيقة النواة مثل الخميرة والنباتات.
تُوفر البلازميدات مجموعة من الفوائد الوظيفية للمضيف، منها مقاومة المضادات الحيوية. تحتوي جميع البلازميدات الطبيعية على أصل النسخ المتماثل، الذي يتحكم في نطاق المضيف وعدد نسخ البلازميد، وغالبًا ما تحوي أيضًا جينات مفيدة للبقاء، مثل الجين المقاوم للمضادات الحيوية.
عندما تكون البلازميدات المستخدمة في المختبر مصنوعة بشكل صناعي، فإنها تُصمم لإدخال DNA غريب إلى خلية أخرى. تحتوي البلازميدات المُصممة في المختبر على أصل النسخ المتماثل وعلامة موضع الاستنساخ. تجعل سهولة تعديل البلازميدات وقدرتها على التكاثر الذاتي في الخلايا منها أدوات قيمة في مجال الهندسة الحيوية.
وظائف البلازميدات
تؤدي البلازميدات مجموعة متعددة من الوظائف الأساسية، حيث تعزز بقاء الكائنات الحية عن طريق احتوائها على جينات مسؤولة عن قتل الكائنات الغازية أو آليات دفاع للمضيف من خلال إنتاج السموم. بالإضافة إلى ذلك، قد تساهم بعض البلازميدات في تعزيز عملية التكاثر البكتيري.
