プラスミドは、細菌や数種類の真核生物に見られる染色体外の環状 DNA 分子の一種です。それらは細胞内の一種の自己複製分子であり、ゲノム DNA とは無関係です。したがって、それらは、遺伝子工学におけるさまざまなタイプの細胞への外来DNAフラグメントのキャリアとして使用できます。ここに含まれる分子生物学の手法はクローニングです。遺伝子工学は、新しい特徴を持つ生物を作り出します。これらの新しい生物は、遺伝子組み換え生物 (GMO) として知られています。この記事では、遺伝子工学のプロセスに焦点を当て、ゲノムの変更による新しい生物の作成におけるプラスミドの使用について説明します。
対象となる主な分野
1.プラスミドとは
– 定義、機能
2.遺伝子工学におけるプラスミドの使用方法
– 分子クローニングのプロセス
重要な用語:クローニング、DNA、遺伝子工学、遺伝子組み換え生物 (GMO)、プラスミド
プラスミドとは
プラスミドは、主に細菌に見られる小さな環状 DNA 分子です。それらは染色体外 DNA 要素であり、細菌ゲノムから独立して複製することができます。プラスミドにコードされた遺伝子は、細菌がストレス条件下で生き残るのを助けます。数個から多数のプラスミドのコピーが、細菌細胞内で自然に発生する可能性があります。プラスミドは、外来DNA分子を真核細胞と原核細胞の両方に運ぶベクターとして使用できます。プラスミドをベクターとして使用するのに役立つ機能を以下に説明します。
プラスミドの特徴
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図 1:プラスミド
遺伝子工学におけるプラスミドの使用方法
遺伝子工学とは、遺伝子を挿入または削除することによって、新しい種類の生物を作り出すために DNA を改変することです。遺伝子の導入は、プラスミドなどのベクターによって行うことができます。遺伝子工学の主な手順を以下に示します。
<オール>クローニングで使用される最も一般的なベクターは、E.大腸菌 .各プラスミドには、複製起点、抗生物質耐性の原因となる遺伝子、および外来遺伝子の挿入のための制限認識部位という 3 つの機能領域が含まれています。特定の制限酵素を使用して、プラスミドと外来 DNA フラグメントの両方を切断します。制限消化中、環状プラスミドは直線状になり、ライゲーション中に外来DNA断片が両端に挿入され、プラスミドが再び環状になります。組換えプラスミドは、細菌、酵母、植物、または動物細胞である受容細胞に形質転換されます。受容細胞内での多数の組換え DNA 分子の産生は、クローニングとして知られています。形質転換細胞は、プラスミドの抗生物質耐性によって識別できます。ただし、形質転換体はミューチュアルプラスミドまたは組換えプラスミドを含んでいてもよい。どちらのタイプのプラスミドも抗生物質に対する耐性を示します。したがって、 LacZ などの別の遺伝子 組換えプラスミドで形質転換体を識別するために必要です。組換えプラスミドを持つ形質転換体は GMO と呼ばれます。
分子クローニングの詳細なプロセスを 図 2 に示します。
図 2:分子クローニング
結論
プラスミドは、細菌に自然に存在する環状 DNA 分子です。それらには、主に抗生物質耐性の遺伝子が含まれています。プラスミドは、遺伝子工学で外来の遺伝物質をさまざまな種類の細胞に移すために使用されます。外来DNA断片がプラスミドに挿入され、組換えDNA分子がレシピエント細胞に形質転換されます。形質転換細胞は、使用したプラスミドの抗生物質耐性によって選択されます。
参照:
1. ロディッシュ、ハービー。 「プラスミドベクターによるDNAクローニング」。 分子細胞生物学。第 4 版。 、米国国立医学図書館、1970 年 1 月 1 日、www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21498/.
画像提供:
1. ユーザーによる「プラスミド (英語)」:Spaully on English wikipedia – 自身の作品 (CC BY-SA 2.5) via Commons Wikimedia
2. 「Figure 17 01 06」 By CNX OpenStax – (CC BY-4.0) viaコモンズウィキメディア
