Plasmid của tế bào vi khuẩn

1. Khái niệm plasmid

Plasmid là phân tử DNA vòng kín 2 mạch, hiếm thấy 2 mạch thẳng, nằm ngoài thể nhiễm sắc, có kích thước nhỏ (bằng khoảng 1/100 thể nhiễm sắc của vi khuẩn) có khả năng tự nhân lên độc lập với tế bào và chúng được phân sang các tế bào con khi nhân lên cùng với sự nhân lên của tế bào. Các  plasmid có thể tăng lên hoặc giảm đi khi có yếu tố bất lợi như nhiệt độ, thuốc màu, kháng sinh, các chất dinh dưỡng… Các plasmid có thể ở trạng thái cài vào thể nhiễm sắc, có khả năng tiếp hợp hoặc không tiếp hợp, có thể có một hoặc nhiều bản sao cùng loại ngay trong một tế bào vi khuẩn.

2. Vai trò của plasmid

Các plasmid không phải là yếu tố nhất thiết phải có đối với sự sống tế bào, nhưng khi có mặt, chúng đem lại cho tế bào nhiều đặc tính chọn lọc quý giá như có thêm khả năng phân giải một số hợp chất, chống chịu với nhiệt  độ bất lợi, chống chịu với các kháng sinh… Thường thì các plasmid nhân lên khi tế bào nhân lên hay tế bào tiếp hợp, nhưng không có nghĩa sự nhân lên của plasmid phụ thuộc vào sự nhân lên của tế bào. Trong trường hợp cùng nhân lên, chắc phải có cơ chế kiểm soát đảm bảo đồng thời sự nhân lên, số lượng bản sao và sự phân chia đồng đều các bản sao cho hai tế bào con, cho đến nay cơ chế này còn chưa sáng tỏ. Có những plasmid có thể chuyển từ tế bào cho sang tế bào nhận nhờ tiếp hợp (tiếp hợp được), ngược lại có plasmid không tiếp hợp được. Các plasmid qua tụ cầu khuẩn Staphylococcus chỉ có thể chuyển sang tế bào nhận nhờ tải nạp. Một số plasmid (ví dụ yếu tố giới tính F) có thể xâm nhập vào thể nhiễm sắc ở vị trí đặc biệt có trật tự nucleotide bổ trợ với đoạn nucleotide trên plasmid, những site như vậy gọi là những yếu tố gia nhập (IS), những IS này gồm khoảng 1000bp và thấy ở E. coli như IS 1 (768bp) và IS 2 (1327bp). Như vậy, các yếu tố gia nhập (yếu tố  điền vào - IS) là  đoạn nucleotide nhỏ (700 - 1500bp) thường chỉ mã hóa sự chuyển vị (transposition) (tạo ra các site - tự cắt đứt trước của DNA).

3. Các yếu tố di truyền vận động

Các yếu tố di truyền vận động (Transposon - Tn) là những đoạn nucleotide dài hơn (vài ngàn  đến vài vạn bp) mã hóa khả năng thay đổi tính chất (như chống chịu) thường  định vị bên cạnh IS. Các gen vận động này có thể di chuyển trong nôi bộ một thể nhiễm sắc hoặc giưa các thể nhiễm sắc. Các yếu tố Tn thấy ở E.coli như Tn5 (5700bp) chống chịu  Kanamycine, Tn681 (2100bp) sinh  độc tố ruột, Tn2571 (23000bp) chống chịu  Chloramphenicol, Tn3 (4597bp) chống chịu Ampicillin. Tần số của sự chuyển vị (Transposition) cũng như tần số của các đột biến tự phát ngẫu nhiên (10-5 - 10-7).