Некоторые плазмиды, называемые эписомами, могут интегрировать в главную хромосому и передаваться от одной бактерии к другой при конъюгации, когда копия «мужской» хромосомы переходит в «женскую» клетку. Такие плазмиды называются трансмиссибельными, и они легко передают свои гены. Поскольку плазмидная ДНК значительно меньше хромосомной, ее довольно легко выделить в чистом виде. В присутствии ионов Са плазмиды легко поглощаются бактериями, которые их не содержали, и в клетках бактериального потомства можно обнаружить много копий поглощенной плазмиды. Однако бактериальная клетка обычно может содержать в своем составе плазмиды одного типа.
Число копий плазмиды в клетке может существенно варьировать. Это зависит от генетических особенностей как клетки,
так и плазмиды. Плазмиды, находящиеся «под ослабленным контролем», могут размножаться до тех пор, пока их число не достигнет 10-200 копий на клетку. Если же плазмида находится «под строгим контролем», она реплицируется с той же скоростью, что и главная хромосома. Такие плазмиды содержатся в клетке в одной или в нескольких копиях. Естественно, что для клонирования рекомбинантных ДНК стараются использовать плазмиды первого типа.
В качестве вектора впервые плазмида была использована в 1973 г. Эксперименты проводились с маленькой плазмидой Е. coli pSC 101, поскольку она содержит только один сайт расщепления Eco R1 (рис. 3.7). Под действием фермента плазмида превращалась в линейную молекулу с липкими концами. Такую плаз-мидную ДНК смешивали в оптимальных концентрациях и отношениях с фрагментами чужеродной ДНК, также обработанной Eco RI и имеющей такие же липкие концы. Фрагменты сшивали ферментом ДНК-лигазой из фага Т4. В результате получились новые гибридные плазмиды, содержащие в своем составе фрагменты чужеродной ДНК- Затем бактериальные клетки трансформировали гибридными плазмидами и по способности расти в присутствии антибиотика отбирали клоны, содержащие рекомбинантные молекулы ДНК. Стало ясно, что можно проводить дальнейшие эксперименты, в которых эти плазмиды будут встраиваться в самые разнообразные чужеродные ДНК, происходящие как из микробов, так и из тканей высших растений и животных. Хромосома Е. coli содержит, например, около 500 сайтов для Eco RI. За счет случайного встраивания Eco RI фрагментов в векторную молекулу можно клонировать все гены Е. coli в виде фрагментов. Эти фрагменты легко выделить, обработав выделенные клоны гибридных плазмид той же рестриктазой и разделив плазмиду и хромосомные фрагменты с помощью электрофореза. Затем их легко извлечь из геля и использовать для генетических и биохимических исследований.