plasmidとは?初心者にも分かるプラズミドの基本と使われ方共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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plasmidとは?初心者にも分かるプラズミドの基本と使われ方共起語・同意語・対義語も併せて解説!
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高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


plasmidとは?基本のイメージ

plasmidは細胞のなかにある“小さな環状のDNA”のことです。大きな染色体DNAとは別に独立して複製され、宿主細胞とともに暮らします。多くの場合、細菌などの原核生物に存在しますが、真核生物にも見つかることがあります。プラスミドという日本語表記も同じ意味で使われます。

どんな特徴があるの?

プラスミドは自己複製の能力を持ち、短い円形のDNAが環状に結ばれています。遺伝子が入っていても宿主の全体のDNAと分離して独立して伝わるので、「遺伝情報を小さな冊子のように運ぶ」働きをします。

また、選択マーカーと呼ばれる機能を持つことが多く、抗生物質耐性などを使って細胞がプラスミドを持っているかどうかを判別します。実験室でよく使うのは、この特徴を利用して目的の遺伝子を取り付けたプラスミドだけを選び出す方法です。

プラスミドはどう使われるの?

研究者は、プラスミドを「ベクター」として利用します。ベクターとは、遺伝子を運ぶ“運び屋”のような役割を指します。まず、目的の遺伝子をプラスミドの特定の場所(MCSと呼ばれる多重クローニング部位)に挿入します。その後、宿主細胞へ導入して、挿入した遺伝子が作るタンパク質を観察したり、働きを確かめたりします。これを「遺伝子発現の実験」と呼ぶこともあります。実験では、プラスミドの起点 ori、MCS、選択マーカーといった基本的な部品がよく使われます。

使うときの注意点

学校や研究機関では、遺伝子操作は高度に規制された領域です。適切な設備と指導のもとで、安全性を守って作業を行うことが大切です。一般家庭での実験は避け、学習目的であれば図解や仮想の例で理解を深めるのが良いでしょう

プラスミドのタイプと表

プラスミドには役割に応じてさまざまなタイプがあり、研究や教育の場面で使われます。以下は代表的なベクターの種類です。

項目説明
ori(起点)プラスミドを自己複製させるための開始点。
選択マーカー細胞がプラスミドを持っているかを判別する目印。
MCS(多重クローニング部位)目的遺伝子を挿入する場所のこと。
宿主範囲そのプラスミドがどの生物種で使えるかを示す範囲。

まとめ

要するに、plasmid(プラスミド)は「小さな円形のDNAを運ぶ道具」であり、遺伝子研究の基本的なツールです。細胞の中で独立して複製され、遺伝子を運ぶベクターとして使われます。安全性と倫理を守りつつ、科学の仕組みを学ぶうえでとても重要な役割を果たします。


plasmidの関連サジェスト解説

plasmid dna とは
plasmid dna とは、小さな円形のDNAのことを指します。通常、私たちの体の細胞の染色体DNAとは別に、細菌をはじめとする一部の生物の細胞内に存在します。プラスミドは染色体より小さく、独立して複製する性質を持つため、少ない遺伝情報を運ぶ“小さな設計図”と考えるとわかりやすいでしょう。プラスミドには、細胞にとって有利な機能を提供する遺伝子が入っていることがあります。例えば、薬剤に耐える性質を持つ遺伝子などが例です。研究室では、この小さな円形DNAを使って別の遺伝子を細菌に渡し、タンパク質を作らせる実験を行います。これには“ベクター”と呼ばれる役割があり、プラスミドを使って遺伝子を運ぶのです。ベクターとして使われるプラスミドには、複製を始める場所(ori)や、選択の目印になる遺伝子(例として抗生物質耐性遺伝子)、新しく入れたい遺伝子を受け入れるための場所(多くはMCSと呼ばれる領域)などが組み込まれることがあります。プラスミドは医薬品の生産や研究の進歩にも貢献しています。インスリンの生産を助ける細菌を作るためにプラスミドが使われた歴史的な例もあり、現在のバイオテクノロジーの基盤の一つです。 ただし、自然界での移動性も高く、耐性遺伝子を運ぶことがあるため、研究は厳しく管理され、安全に行われます。 まとめとして、plasmid dna とは、細胞の本体のDNAとは別に存在する小さな円形のDNAで、複製を独立して行い、遺伝子を運ぶ役割を持つ強力なツールです。

plasmidの同意語

プラスミド
細菌などの細胞内に存在する、染色体DNAとは別の小さな環状DNA分子。独立して複製され、遺伝子を運ぶことができる。
染色体外DNA
染色体DNA以外に存在するDNAの総称。プラスミドを含む、細胞質内の独立した遺伝子材料。
環状DNA
輪状のDNA分子。多くのプラスミドは環状構造をとるためこの呼称にも含まれる。
自己複製DNA
細胞分裂とは別に自身を複製する能力を持つDNA。プラスミドはこの性質を生かして増殖する。
移動遺伝子
他の細胞へ遺伝子を伝えることができる遺伝子要素。プラスミドは細菌間での伝播や水平遺伝子移動に関与する。
遺伝子ベクター
目的の遺伝子を宿主細胞に導入するための運び主。プラスミドは代表的なベクターとして広く用いられる。
プラスミドベクター
プラスミドをベクターとして使用する場合の呼び方。遺伝子操作の道具としての側面を指す。
ベクターDNA
遺伝子を運ぶ機能を持つDNA分子。プラスミドはよくベクターDNAとして用いられる。

plasmidの対義語・反対語

染色体
プラスミドは小さく円状の追加遺伝情報を運ぶDNAですが、染色体は細胞の核内に存在する主な遺伝情報を担う大きなDNA分子です。染色体には必須の遺伝子が多く含まれることが多く、プラスミドとは別の存在と考えられます。
線状DNA
プラスミドは一般に環状DNAですが、線状DNAは一直線の形をしたDNAのことです。線状DNAは主に染色体DNAの形状として対比されることが多く、プラスミドの反対概念の1つとして挙げられます。
核内DNA
核内DNAは真核生物の細胞核にあるDNAのことです。プラスミドは核内にある場合もありますが、核内DNAは主に染色体DNAを指す一方で、プラスミドは別の独立した小さなDNA分子として扱われる点が対比になります。
ゲノムDNA
ゲノムDNAは生物の全遺伝情報を構成するDNAのことです。プラスミドはゲノム全体ではなく、補助的な追加遺伝情報を運ぶことが多いので、対義的な意味合いとして挙げられます。
宿主染色体DNA
宿主染色体DNAはその生物の主な遺伝情報を担う染色体DNAのことです。プラスミドはこの宿主染色体DNAとは別の小さな円状DNA分子として存在します。
主染色体
主染色体は生物の主要な遺伝情報を含む染色体を指す表現です。プラスミドの対義語として使われることがあり、両者は遺伝情報の配置の違いを示します。

plasmidの共起語

ベクター
遺伝子を宿主細胞に導入するための運搬体。プラスミドはよく使われるベクターの一種です。
プラスミド
環状の小型DNA分子で、遺伝子を運ぶ装置として細菌などに存在します。
大腸菌
プラスミドを増殖させる最も一般的な宿主細胞です。
オリジン(Origin of Replication)
プラスミドが複製を開始するDNAの領域。コピー数に影響します。
コピー数
1細胞あたりのプラスミドの平均数。高コピー・低コピーの設計が可能です。
制限酵素
DNAを特定の部位で切断する酵素。遺伝子をプラスミドへ挿入する際に使われます。
ガーゼ
切断したDNAの端をつなぐ酵素。挿入したDNAをベクターに結合させます。
遺伝子組換え
異なるDNA片を組み合わせて新しい遺伝子を作る技術。
抗生物質耐性遺伝子
プラスミドを持つ細胞を選択するためのマーカーとして使われる遺伝子。
選択マーカー
培養中にプラスミドを保持している細胞を区別する指標となる性質や遺伝子。
発現ベクター
宿主細胞で遺伝子を発現させることを目的としたベクター。
プロモーター
転写を開始させるDNA領域。発現ベクターの発現レベルを左右します。
タグ付け
タンパク質に小さな印を付け、検出や精製を容易にする工夫。
レポーターベクター
発現の可視化・定量に使われ、蛍光タンパク質などを含むことが多い。
宿主細胞
プラスミドを受け取り増殖させる生物の細胞。代表は細菌や酵母など。
CRISPRベクター
CRISPR/Cas9の構成要素を宿主へ届けるためのプラスミドベクター。
クローニング
目的のDNA断片をベクターに挿入する作業や概念。
発現産物
プラスミドによって作られる目的タンパク質やRNAなどの産物。
DNA配列情報
挿入遺伝子の配列情報や全体のプラスミド配列情報を指すことが多い。
生物安全性
実験時の安全性の配慮。プラスミドの取り扱いには規制がある。

plasmidの関連用語

プラスミド
細胞内で独立して複製可能な環状DNA分子。遺伝子の運搬体として広く使われ、クローン化・発現のベースになる。
環状DNA
プラスミドの形状。端が閉じた輪の形をしているDNA構造のこと。
複製起点(ori)
プラスミドが自己複製を開始するDNA配列。 oriV や oriT などがある。
oriV
細胞内で自己複製を開始する主要な複製起点。
oriT
接合による伝達の起点となるDNA配列。転移の際に重要。
コピー数
細胞1あたりのプラスミドの平均本数。高コピー数/低コピー数と分類される。
高コピー数プラスミド
1細胞あたり多くのコピーを保持するタイプ。発現が強くなる一方、宿主への負荷が大きいことがある。
低コピー数プラスミド
細胞あたり少数のコピーを保持するタイプ。安定性が高い傾向。
宿主範囲
プラスミドが複製・維持できる生物種の範囲。広いほど多用途に使える。
rep遺伝子
複製の制御やプラスミドの維持に関与する遺伝子群。コピー数の安定性に寄与する
抗生物質耐性遺伝子
抗生物質を含む培地で生存を可能にする遺伝子群。選択マーカーとして広く使われる。
bla(β-ラクタマーゼ遺伝子)
β-ラクタム系抗生物質耐性を付与する遺伝子。例:アンピシリン耐性。
kanR(カナマイシン耐性遺伝子)
カナマイシン耐性を付与する遺伝子。
tetA
テトラサイクリン耐性を付与する遺伝子。
cat(クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ)
クロラムフェニコール耐性を付与する遺伝子。
MCS(多重クローニング部位)
複数の制限酵素サイトを集めた領域。挿入部位を自由に選択できる。
発現ベクター
目的遺伝子を宿主で発現させる設計のプラスミド。
クローニングベクター
DNA断片をクローン化するための基本的ベクター。
移動性プラスミド
他の細胞へ転移・伝播する機能を持つプラスミド。
非移動性プラスミド
転移機能を持たないプラスミド。
プロモーター
転写を開始するDNA配列。
Lacプロモーター
lacオペロン由来の誘導性プロモーターの一種。
T7プロモーター
T7 RNAポリメラーゼ依存の強力な発現プロモーター。
araBADプロモーター
アラビノースで誘導するプロモーター。
誘導性プロモーター
外部刺激で発現を誘導するプロモーター。
常時発現プロモーター
特定の刺激なしに常時発現するプロモーター。
ターミネーター
転写を終結させる信号配列。
レポーターベクター
発現を可視化・測定する目的のベクター(GFPやRFPなどを搭載)。
GFP(蛍光タンパク質遺伝子)
緑色蛍光タンパク質。発現を可視化する指標として用いられる。
RFP(赤色蛍光タンパク質遺伝子)
赤色蛍光タンパク質。発現の可視化や多重発現に用いられる。
Gibson Assembly(ギブソン法)
重複領域を利用して複数断片を連結する統合的クローン法。
Golden Gate(ゴールデンゲート法)
特定酵素を用い断片を定義順に連結する高効率クローン法。
制限酵素クローニング
制限酵素でDNAを切断し、断片を接合してクローンを作る基本手技。
リガーゼ法
断片をリガーゼで接合する伝統的クローン化法。
変換(transformation)
プラスミドを宿主細胞に導入する操作。
熱ショック変換
化学的手法で細胞膜を透過性化させ、DNAを取り込ませる方法。
電気穿孔変換
電気パルスで細胞膜を開きDNAを取り込ませる方法。
宿主株
プラスミドを受け取って培養する細胞株。
プラスミド除去( curing)
培養条件などでプラスミドを細胞から取り除く操作。

plasmidのおすすめ参考サイト


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