플라스미드 :큰 변화를위한 작은 벡터
플라스미드는 주요 박테리아 염색체와 별도로 존재하는 박테리아 (및 일부 다른 유기체)에서 발견되는 작고 원형 DNA 분자입니다. 그것들은 독립적으로 복제하여 자신의 유전자를 운반 할 수있는 미니 chromosomes와 같습니다. 자체 복제하는이 능력과 작은 크기는 유전자 공학에 이상적인 도구를 만듭니다.
박테리아에서 새로운 단백질을 도입하기 위해 플라스미드가 사용되는 방법 :
1. 관심 유전자 : 원하는 단백질을 암호화하는 DNA 서열은 소스 유기체 (예를 들어, 인간 유전자)로부터 추출된다. 이것은 "관심 유전자"입니다.
2. 플라스미드 벡터 : 플라스미드는 새로운 유전자를 운반하기위한 "벡터"로 선택됩니다. 특정 플라스미드는 다음과 같이 조작되었습니다.
* 복제 기원 (ORI) : 플라스미드가 박테리아 세포 내에서 독립적으로 복제 할 수있게한다.
* 선택 가능한 마커 : 항생제에 대한 내성을 부여하는 유전자는 연구자들이 플라스미드를 함유하는 박테리아를 쉽게 식별 할 수있게한다.
* 다중 클로닝 사이트 (MCS) : 많은 제한 효소 인식 부위를 갖는 영역, 관심 유전자의 삽입을 촉진한다.
3. 유전자 삽입 : 관심 유전자는 플라스미드의 MC에 삽입된다. 이것은 종종 특정 부위에서 플라스미드와 유전자를 자르기 위해 제한 효소를 사용하고, 결찰을 함께 결합시키는 것을 포함한다.
4. 변형 : 변형 된 플라스미드는 형질 전환이라는 과정을 통해 박테리아 세포에 도입된다. 이것은 박테리아 세포막을 DNA에 일시적으로 투과 할 수있는 열 충격 또는 전기 천공과 같은 방법을 사용하여 수행 할 수 있습니다.
5. 선택 : 형질 전환 된 박테리아는 선택 가능한 마커가 내성을 부여하는 항생제를 함유하는 한천 플레이트에서 성장시킨다. 새로운 유전자와 플라스미드를 함유하는 박테리아만이 살아남아 자랍니다.
6. 단백질 발현 : 박테리아 내부에 들어가면, 새로운 유전자는 메신저 RNA (mRNA)로 전사 될 수 있으며, 그 후 원하는 단백질로 번역됩니다. 박테리아는 이제 이전에 합성하지 않은 단백질을 생성합니다.
예 :인슐린 생산
전형적인 예는 박테리아를 사용한 인간 인슐린의 생산입니다. 인간 인슐린에 대한 유전자는 플라스미드에 삽입되어 *e로 변형된다. 대장균* 박테리아. 그런 다음이 박테리아는 인간 인슐린을 생성하여 정제되어 당뇨병을 치료하는 데 사용됩니다.
플라스미드 사용의 이점 :
* 높은 단백질 수율 : 박테리아는 짧은 시간 내에 많은 양의 원하는 단백질을 생산할 수 있습니다.
* 비용 효율성 : 다른 단백질 생산 방법에 비해 박테리아를 사용하는 것이 종종 더 효율적이고 비용 효율적입니다.
* 단순성 : 관련된 기술은 비교적 간단하므로 다양한 경험을 가진 연구원이 접근 할 수 있습니다.
중요한 고려 사항 :
* 발현 수준 : 원하는 단백질 수율을 달성하기 위해 관심 유전자의 발현을 최적화하는 것이 중요합니다.
* 단백질 폴딩 및 안정성 : 새로운 단백질은 박테리아 세포에서 올바르게 접히지 않을 수 있으며, 비활성 또는 유해한 제품으로 이어질 수 있습니다.
* 윤리적 관심사 : 유전자 변형 된 박테리아의 환경에 잠재적 인 방출에 대한 우려가 있습니다.
결론 :
플라스미드는 유전자 공학을위한 강력한 도구이며, 연구자들은 박테리아에 새로운 유전자를 도입하여 인슐린, 효소 및 기타 생체 분자와 같은 귀중한 단백질의 생산을 가능하게합니다. 그들은 생명 공학에 혁명을 일으켰으며 다양한 분야에서 수많은 응용 분야의 잠재력을 가지고 있습니다.
