Plasmide: Kleine DNA-Ringe mit großer Wirkung

Plasmide sind kleine, ringförmige DNA-Moleküle, die in Bakterien vorkommen und wichtige genetische Informationen tragen. Sie unterscheiden sich vom Bakterienchromosom und erfüllen spezifische Funktionen für das Bakterium.

Definition: Plasmide sind doppelsträngige DNA-Moleküle, die zusätzlich zum Hauptchromosom in Bakterien existieren.

Es gibt zwei Hauptgruppen von Plasmiden:

1. Konjugierende Plasmide: Diese enthalten ein Fra-Gen, das die Konjugation (den parasexuellen Austausch von Plasmiden zwischen zwei Bakterien) ermöglicht.

2. Nicht-konjugierende Plasmide: Diese können sich nicht selbstständig übertragen, können aber während der Konjugation mit Hilfe konjugierender Plasmide übertragen werden.

Highlight: Einige Plasmide, genannt Episome, können sich in die chromosomale DNA des Wirtsbakteriums einfügen.

Die fünf Hauptklassen von Plasmiden sind:

1. Fruchtbarkeits- (F-) Plasmide: Enthalten Fra-Gene und sind für die Konjugation verantwortlich.

2. Resistenz- (R-) Plasmide: Tragen Gene für Antibiotikaresistenz oder Giftresistenz.

3. Col-Plasmide: Kodieren für Colicine, Proteine, die für andere Bakterien toxisch sind.

4. Degradations-Plasmide: Ermöglichen den Abbau ungewöhnlicher Substanzen.

5. Virulenz-Plasmide: Machen ein Bakterium zum Krankheitserreger.

Example: Ein R-Plasmid kann einem Bakterium die Fähigkeit verleihen, bestimmte Antibiotika abzubauen und somit zu überleben.

Der Aufbau eines Plasmids ist typischerweise ringförmig, was ihm Stabilität verleiht und die Replikation erleichtert. Diese Struktur ist besonders wichtig für die Funktion von Plasmiden in Prokaryoten.

Vocabulary: Konjugation - Ein Prozess, bei dem genetisches Material zwischen Bakterien ausgetauscht wird.

In der Gentechnik spielen Plasmide eine zentrale Rolle. Sie werden als Vektoren verwendet, um fremde DNA in Bakterien einzuschleusen und zu vermehren. Dies ist die Grundlage für viele biotechnologische Anwendungen, einschließlich der Produktion von Medikamenten und Impfstoffen.

Highlight: Die Verwendung von Plasmid-DNA war entscheidend für die Entwicklung des BioNTech COVID-19-Impfstoffs.

Obwohl Plasmide hauptsächlich in Prokaryoten vorkommen, gibt es auch Plasmide in Eukaryoten, insbesondere in Hefen. Die Forschung an Plasmiden in menschlichen Zellen ist ein aufstrebendes Gebiet mit potenziellen Anwendungen in der Gentherapie.