Genomics Myanmar

Plasmid (or) ဗီဇကုထုံး တို့အတွက် သယ်ဆောင်ရေးယာဉ်

Plasmid DNA (သို့မဟုတ်) ဗီဇသယ်ဆောင်ရေး ဖယ်ရီ

Plasmid DNA ဆိုတာ အများအားဖြင့် ဘက်တီးရီးယားတွေမှာ တွေ့ရတဲ့ DNA 2 ချောင်း ပါတဲ့ စက်ဝိုင်းပတ်ပုံ DNA လေးပဲ ဖြစ်ပါတယ်။ သူက ဆဲလ်ရဲ့ Chromosomal DNA နဲ့ မသက်ဆိုင်ဘဲ သီးခြားတည်ရှိနေတဲ့ DNA ဆိုပါတော့။ အများအားဖြင့် ဘက်တီးရီးယားတွေမှာ တွေ့ရတယ် ဆိုပေမယ့် တချို့ eukaryotes တွေမှာလည်း တွေ့နိုင်ပါတယ်။

ဆဲလ်ရဲ့ Chromosomal DNA ကို မှီခိုခြင်း မရှိဘဲ သူ့ DNA နဲ့သူ မိတ္တူပွားတာ ပရိုတင်း ထုတ်လုပ်တာတွေ လုပ်ဆောင်နိုင်ပါတယ်။

၁၉၅၀ ဝန်းကျင်မှာ Plasmid DNA ကို Wisconsin University က Joshua Lederberg က ဘက်တီးရီးယားမှာ စတင်တွေ့ရှိပြီး Plasmid လို့ပဲ သူက နာမည်ပေးခဲ့တာ ဖြစ်ပါတယ်။ ဘယ်လိုနာမည်ပေးမလဲ မျိုးစုံ စဉ်းစားပေမယ့် Cytoplasm ထဲက ID လေးတွေမို့ Cytoplasm က Plasm ကို ယူပြီး နောက်က id ပေါင်းပြီး Plasmid လို့ ပေးခဲ့တယ် ဆိုပါတယ်။ ဘက်တီးရီးယားဆဲလ် တလုံးမှာ Plasmid က တခုကနေ အခု (၂၀) လောက်ထိ ပါတတ်ပါတယ်။

အကြမ်းဖျင်းတော့ Plasmid DNA တခုမှာ

(၁) Original of Replication (Ori)

Plasmid DNA ကြီး မိတ္တူပွားတော့မယ်ဆို ဒီနေရာနေ အစပြုပွားယူပါတယ်။

(၂) Selectable Markers

💊 ပထမ တခုက Antibiotics Resistance Gene တွေပေါ့။

💊 ဒါကတော့ ပဋိဇီဝဆေးတွေကို ခံနိုင်ရည်ရှိတဲ့ ဗီဇလေးပေါ့။ သူက ဘယ်နေရာ အသုံးဝင်လဲဆိုရင် ကျနော်တို့ ပြပြင်တည်ဆောက် ထားတဲ့ plasmid က ဘက်တီးရီးယားထဲမှာ ရောက်သွားလား အဆင်ပြေ အောင်မြင်လား သိချင်ရင် ပွားထားတဲ့ ဘက်တီးရီးယားတွေကို Antibiotics Resistance Gene နဲ့ ကိုက်ညီတဲ့ Antibiotics ထဲ ထည့်လိုက်တယ်။

💊 ဒီအခါ မှာ ဘက်တီးရီးယားတွေ သေသွားရင် ကျနော်တို့ ပြုပြင်ထည့်သွင်းတဲ့ Plasmid DNA က မအောင်မြင်ဘူး။

💊 ဘက်တီးရီးယား က မသေရင် အဲ့ဒီဘက်တီးရီးယားထဲကို Antibiotic resistance gene ရောက်သွားလို့ ခံနိုင်ရည်ရှိနေတာ။ ဒါဆို ကျနော်တို့ ပြုပြင်ထည့်သွင်းတဲ့ Plasmid DNA အောင်မြင်တယ် ဆိုရမှာပေါ့။

💊 အများစုက Ampicillin Resistance Gene နဲ့ Tetracycline Resistance Gene တွေ သုံးတာ များပါတယ်။

⚡ဒုတိယတခုက Enzyme Producing Genes တွေပေါ့။ Lac Z gene တို့ပေါ့

⚡Antibiotics Resistance Gene လိုပဲ ဒီ Lac Z gene က အလုပ်လုပ်ရင် Beta Galactosidase အင်ဇိုင်းထွက်တယ်။
⚡ ဒီ အင်ဇိုင်း ကို စမ်း‌လို့တွေ့ရင် ဘက်တီးရီးယားထဲ ကျနော်တို့ ပြုပြင်ထည့်သွင်းထားတဲ့ Plasmid DNA ‌ရောက်တယ် Transformation အောင်မြင်တယ်ပေါ့။
ဒီ အင်ဇိုင်းမထွက်လာရင်တော့ မအောင်မြင်ဘူးပေါ့

(၃) Promoter

ဒီကောင်ကတော့ သူ့ဘေးနားက Multiple Cloning Sites မှာ ရှိတဲ့ ဗီဇ (gene) လေး အလုပ်လုပ်ပြီး ပရိုတိန်းထုတ်ပေးနိုင်ဖို့ အားပေးကူညီသူပေါ့။

(၄) Restrictions Sites (Multiple Cloning Sites)

ဒီနေရာကတော့ မော်လီကျူး ကတ်ကြေး (molecular scissors)လို့ ခေါ်တဲ့ Restrictions Enzyme တွေ လာပြီး ဖြတ်တောက်တာ လိုအပ်တဲ့ gene ပြန်ထည့်တာ လုပ်ပေးတဲ့ နေရာပေါ့။
Restrictions Enzyme အမျိုး‌အစားအပေါ်မူတည်ပြီး ‌ဖြတ်တောက်တဲ့နေရာလေးတွေ ကွဲပြားတယ်။ ကိုယ်ထဲ့သွင်းချင်တဲ့ Gene အပေါ်မူတည်ပြီး သုံးရတဲ့ Restrictions Enzyme လည်း ကွာသွားသလို သူဖြတ်တဲ့ နေရာလေးတွေလည်းကွာတယ်။
ဒါ့ကြောင့် သူ့ကို Multiple Cloning Sites(‌MCS) လို့ခေါ်တာပေါ့

ဆိုပြီး ပါဝင်တတ်ပါတယ်။

ဒီ Plasmid ထဲမှာ ရှိတဲ့ ဗီဇ (gene) တွေဟာ သီးသန့် အလုပ်လုပ်နိုင်တာကြောင့် ဘက်တီးရီးယားအတွက် ပဋိဇီဝဆေးကို ဒဏ်ခံနိုင်တာမျိုး အားသာချက်တွေ ရစေပါတယ်။ ကျနော်တို့ ဘက်တီးရီးယား ပိုးသတ်ဆေး (ပဋိဇီဝဆေး) တွေ သောက်ပေမယ့် တချို့ ဘက်တီးရီးယားတွေက ဒီ Plasmid ကြောင့် resistance ရပြီး တောင့်ခံနေနိုင်တာမျိုးပါ။

အကြမ်းအားဖြင့် Plasmid ‌တွေဟာ DNA base pair ထောင်ဂဏန်း ကနေ သောင်းဂဏန်းလောက်အထိ အရွယ် အားဖြင့် အစားအစားရှိနိုင်ပါတယ်။ ဘက်တီးရီးယား ဆဲလ်ကွဲပွားတဲ့အခါ ဒီ Plasmid တွေကလည်း မိတ္တူပွားပြီး Daughter cell မှာလည်း ပါသွားပါတယ်။ ဆဲလ်ကွဲပွားတာတင် မကဘဲ ဘက်တီးရီးယား တွေဟာ conjugation ဆိုတဲ့ နည်းနဲ့ လည်း ဒီ plasmid DNA တွေကို အခြားဆဲလ်တလုံးဆီကို မျှဝေပေးနိုင်ပါတယ်။ ဒီနည်းနဲ့ပဲ သူတို့ဟာ လူတွေ သောက်တဲ့ ပဋိဇီဝ ပိုးသတ်ဆေးတွေကို တောင့်ခံကြတဲ့ သဘောပေါ့။

လူတွေကလည်း ဘက်တီး‌ရီးယားမှာရှိတဲ့ Plasmid တွေလည်း အလေ့အထ ကိုလေ့လာသိရှိပြိးတာနဲ့ လိုချင်တဲ့ ဗီဇ‌တွေ ပုံတူပွားတာ(clone)၊ ဗီဇတွေ သက်ရှိ တခုကနေ အခြားတခုဆီ လွှဲပြောင်းတာ(gene transfer)၊ ဗီဇ‌တွေ ပြုပြင်ဖန်တီးတာ (gene manipulation) မျိုး လုပ်ငန်းတွေအတွက် လက်နက်ကိရိယာ (tool) တခုအနေနဲ့ အသုံးချလာကြပါတယ်။

ဒီလိုမျိုးတွေအတွက် ရည်ရွယ်အသုံးချတာမျိုးကို သယ်ဆောင်ယဉ်(Vector) လို့ ခေါ်ပါတယ်။ တကမ်းတော့ Plasmid ဆိုတာ သက်ရှိတကောင်ရဲ့ DNA ကို အခြားတကောင်ရဲ့ ဆဲလ်ထဲ သယ်ဆောင်သွားနိုင်တဲ့ ကယ်ရီလေးတွေဖြစ်တဲ့ Vectors တွေထဲက တခုပဲ ဖြစ်ပါတယ်။ Yeast Artificial Chromosome (YAC)၊ Bacterial Artificial Chromosome (BAC) တို့လိုမျိုး gene ‌ တွေသယ်ဆောင်ပေးတဲ့ အခြား သယ်ပေးတဲ့ Vector တွေ ရှိပါသေးတယ်။

ဘက်တီးရီးယားတွေ ဆီက ရတဲ့ Plasmid DNA ထဲကို ပညာရှင်တွေက သူတို့ ထည့်ချင်တဲ့ DNA အပိုင်းအစ သို့မဟုတ် ဗီဇ တခုလုံး (gene) ဖြတ်ထည့်လိုက်တယ်။ အဲ့ဒါကို Recombinant Plasmid လို့ခေါ်တာပေါ့။ ဒီလိုမျိုး ပြုပြင်ထားတဲ့ Plasmid ကို ဘက်တီးရီးယား ထဲ ကို transformation နည်းနဲ့ ထည့်လိုက်တယ်။ ဆိုတော့ ဘက်တီးရီးယား ဆိုတဲ့အမျိုးက အားတိုင်းပွားနေတာ၊ ပွားမြန်တယ်။ ပြုပြင်ထည့်ထားတဲ့ Recombinant Plasmid DNA ကလည်း ဘက်တီးရီးယား ပွားသလောက် လိုက်ပွားနေတော့တာပေါ့။

ဥပမာ ဆိုရရင် Hepatitis B vaccine။ ဒါကိုလည်း Recombinant Plasmid DNA နဲ့ လုပ်ထားတာ။ Hepatitis B မှန်း သိစေနိုင်တဲ့ Surface Antigen ကို ထုတ်ပေးတဲ့ gene ရှိတယ်။ အဲ့ဒီ gene ကို B ပိုးဆီက ဖြတ်ထုတ်ယူတယ်။ ပြီးရင် သယ်သွားမယ့် Plasmid Vector ထဲ ထည့်လိုက်တယ်။ ရလာတဲ့ Plasmid DNA ကို ဘက်တီးရီးယားထဲ ထည့်ပြီး အများကြီး ပွားယူတယ်။ ပြီးတာနဲ့ ဘက်တီးရီးယား ဆီကနေ ပြန် ဆွဲထုတ် သန့်စင်ပြီး ကာကွယ်‌ဆေး အပြစ် ပြုပြင်ထုတ်လုပ်လိုက်တယ်။

အဲ့ဒီ ကာကွယ်ဆေးကို လူမှာ ထိုးလိုက်တဲ့အခါ Plasmid Vector က လူရဲ့ ဆဲလ်ထဲကို ဝင်ရောက်သွားပြီး Surface Antigen protein ထုတ်ပေးတယ်။ အဲ့ဒီ protein ကို လူရဲ့ ခုခံအားစနစ်က ပြင်ပရန်သူမှန်း သိနားလည်ပြီး သူ့ကို တိုက်ခိုက် အနိုင်ယူမယ့် ပဋိပစ္စည်း (Antibodies) ထုတ်ပေးတယ်။ အဲ့ဒီ ထွက်လာတဲ့ Antibodies ကပဲ နောင်တချိန် တကယ့် B ပိုးအစစ်ဝင်လာတဲ့အခါ B ပိုးရဲ့ မျက်နှာပြင်ပေါ်က Surface Antigen ကို မှတ်မိပြီး တိုက်ခိုက် အနိုင်ယူလိုက်တာပဲ။ နောက်ပိုင်း ကာကွယ်ဆေး တော်တော်များများ က ဒီလိုမျိုး ပိုးတွေရဲ့ DNA , RNA တွေ အသုံးပြု ထုတ်လုပ်လာကြတာ များတယ်။

ဒီနည်းကို အသုံးချပြီး အစောဆုံး ထုတ်နိုင်တာကတော့ အင်ဆူလင်ပေါ့။

Recombinant DNA technology မှာ အသုံးများဆုံး Plasmids တွေကတော့

(၁) pSC101
Stanley Cohen ကတည်ဆောက်ခဲ့လို့ pSC ခေါ်တာ ဖြစ်ပြီး
9263 bp ပါဝင်တယ်။
(၂) pBR322
Bolivar နဲ့ Rodriguez တို့က တည်ဆောက်ခဲ့လို့ pBR ခေါ်တာဖြစ်ပြီး
4361 bp ပါဝင်ပါတယ်။
(၃) pUC Series
ဒါကတော့ University of Califonia က တည်ဆောက်ခဲ့တာတွေ ဖြစ်လို့ pUC ခေါကြတာ
2686 bp ပါရှိ

တို့ ဖြစ်ကြပါတယ်။






Photo credit