Colônias bacterianas contaminam amostra de sangue

Um plasmídeo é uma molécula de DNA extracromossômica circular encontrada naturalmente em muitas bactérias e também em algumas arquéias e eucariotos. Os plasmídeos são fisicamente separados dos cromossomos e uma de suas principais características é que eles se replicam independentemente do DNA cromossômico, por isso são considerados replicons .

Na natureza, os plasmídeos podem ser transmitidos horizontalmente entre indivíduos por meio de mecanismos que não participam da reprodução, o que seria uma transmissão vertical dos pais para seus filhos.

Em geral, os plasmídeos carregam informações genéticas adicionais que não são essenciais para a vida, mas que podem ter vantagens de sobrevivência significativas em certos nichos ecológicos e ambientes competitivos. Por exemplo, eles podem transportar informações que conferem resistência a antibióticos naturais ou a capacidade de metabolizar certos nutrientes.

Plasmídeos artificiais são amplamente usados em engenharia genética para a replicação de DNA recombinante , daí o conceito de plasmídeos recombinantes . Os plasmídeos contendo DNA recombinante são introduzidos em um hospedeiro, geralmente cepas bacterianas selecionadas, para replicar este DNA e assim obter numerosas cópias. Ou seja, são usados como vetores genéticos para clonagem e amplificação de material genético .

Exemplos de aplicação

A aplicação mais comum de plasmídeos recombinantes é a pesquisa básica em ciências biológicas e biomédicas. Eles são usados para mapear, identificar e sequenciar genes a fim de identificar sua função e analisar a síntese de proteínas. Fora dos laboratórios, o DNA recombinante é amplamente utilizado no setor industrial na produção de alimentos, medicina humana e veterinária e bioengenharia.

O primeiro fármaco desenvolvido com plasmídeos recombinantes foi a insulina humana, fabricada pela Genentech , embora hoje seja principalmente utilizada a insulina animal. Os plasmídeos contendo o gene humano para a insulina são sintetizados. Esses plasmídeos são subsequentemente introduzidos em culturas de Escherichia coli que replicam e expressam esses genes pela produção de insulina.

Uma das substâncias obtidas por meio dos plasmídeos recombinantes mais usados hoje é a quimosina , uma enzima encontrada no coalho e necessária para a fabricação de queijo. É considerado o primeiro aditivo alimentar da engenharia genética de uso comercial . Nos Estados Unidos, mais de 60% do queijo duro é fabricado com quimosina obtida por meio de plasmídeos recombinantes em culturas de E. coli , Aspergillus niger var awamori ou K. lactis , que formam o grupo das quimosinas produzidas por fermentação (FPC para sua sigla em inglês). Os FPCs cobrem até 80% do mercado global de coalho .

Na área médica, existem muitos exemplos de produção de proteínas, enzimas e hormônios para fins terapêuticos. Alguns exemplos são somatotropina ou hormônio do crescimento , fator de coagulação VIII ou vacinas contra hepatite B com antígenos recombinantes. O HIV ELISA também usa uma proteína recombinante.

Um dos campos terapêuticos em que os plasmídeos podem ter um futuro promissor é a terapia genética . Ao usar plasmídeos recombinantes, os genes podem ser introduzidos em células humanas para combater problemas como mutações de câncer ou respostas auto-imunes.