Plasmideos

Os plasmídeos contém geralmente um ou dois genes que conferem uma vantagem selectiva à bactéria que os abriga, por exemplo, a capacidade de construir uma resistência aos antibióticos. Todos os plasmídeos contém pelo menos uma sequência de DNA que serve como uma origem de replicação ou ori (um ponto inicial para a replicação de DNA), e que permite ao DNA do plasmídeo replicar-se independentemente do DNA cromossómico.

Existem dois grupos básicos de plasmídeos: os conjuntivos e os não-conjuntivos. Os plasmídeos conjuntivos contém um gene chamado tra-gene, que pode iniciar a conjugação, isto é, a troca sexual de plasmídeos com outra bactéria. Os plasmídeos não-conjuntivos são incapazes de iniciar a conjugação e, por esse motivo, o seu movimento para outra bactéria, mas podem ser transferidos com plasmídeos conjuntivos durante a conjugação.

Numa única célula podem coexistir vários tipos diferentes de plasmídeos. A E. coli, por exemplo, tem até sete. Dois plasmídeos podem ser incompatíveis, e a sua interacção resulta na destruiçãod e um deles. Os plasmídeos podem, portanto, ser colocados em grupos de incompatibilidade, que dependem da sua capacidade de coexistir numa única célula.

Uma forma óbvia de classificar os plasmídeos é pela função que desempenham. Existem cinco classes principais:

• Plasmídeos de Fertilidade (F), que contém apenas tra-genes. A sua única função é a iniciação da conjugação bacteriana.
• Plasmídeos de Resistência (R), que contém genes que os tornam resistentes a antibióticos ou venenos.
• Col-plasmídeos, que contém plasmídeos que codificam (determinam a produção de) colicinas, proteínas que podem matar outras bactérias.
• Plasmídeos degradativos, que permitem a digestão de substâncias pouco habituais, como o toluole ou o ácido salicílico.
• Plasmídeos de virulência, que transformam a bactéria num agente patogénico.

Os plasmídeos que existem em cópia única em cada bactéria correm o risco de, depois da divisão celular, desaparecer numa das bactérias filhas. Para se assegurarem de que a célula tem "interesse" em manter uma cópia do plasmídeo em cada uma das células filhas, alguns plasmídeos incluem um sistema viciante: produzem tanto um veneno de longa vida como um seu antídoto de vida curta. A célula que mantiver uma cópia do plasmídeo irá sobreviver, ao passo que a célula que não o possuir morrerá em breve por falta do antídoto.

Aplicações dos plasmídeos

Os plasmídeos são ferramentas importantes nos laboratórios de genética e bioquímica, onde são usados rotineiramente para multiplicar (fazer muitas cópias de) ou expressar genes específicos. Há muitos plasmídeos com esse fim disponíveis no mercado. Inicialmente, o gene a ser replicado é inserido num plasmídeo. Este plasmídeo deverá conter, além do gene inserido, um ou mais genes capazes de conferir resistência antibiótica à bactéria que servir de hospedeiro. Os plasmídeos são então inseridos em bactérias por um processo chamado transformação, e estes são depois incubadas em meio rico em antibiótico(s) específico(s). Então, as bactérias que contiverem uma ou mais cópias do plasmídeo expressam (fazem proteínas a partir de) o gene que confere resistência aos antibióticos. Tipicamente, a célula produz uma proteína que irá ser destruída pelos antibióticos que, de outra forma, matariam a célula. Os antibióticos matam as células que não receberam plasmídeo, porque não possuem os genes de resistência aos antibióticos. O resultado é que só as bactérias com a resistência aos antibióticos sobrevivem, e estas são as mesmas que contém o gene a ser replicado. Desta forma, os antibióticos actuam como filtros que seleccionam apenas as bactérias modificadas. E agora estas bactérias podem ser cultivadas em grandes quantidades, recolhidas e destruídas para isolar o plasmídeo interessante.

Outro uso importante dos plasmídeos é a produção de grandes quantidades de proteínas. Neste caso, cultiva-se as bactérias que contém um plasmídeo que inclui o gene que codifica a proteína que se pretende produzir. Da mesma forma que uma bactéria produz proteínas que lhe conferem resistência aos antibióticos, também pode ser induzida a produzir grandes quantidades de proteínas a partir do gene que nelas foi introduzido. Esta é uma maneira barata e simples de produzir um gene ou a proteína que ele codifica - por exemplo, a insulina - ou até mesmo antibióticos.