Plasmidekopieën

Plasmidekopieën verwijst naar het aantal kopieën van een plasmidemolecuul dat aanwezig is in een cel, meestal in bacteriën maar ook in andere micro-organismen. Het kopieaantal varieert van enkele kopieën per cel tot honderden, afhankelijk van het plasmide en van de gastheercel. Het kopieaantal heeft invloed op de expressie van genen die op het plasmide aanwezig zijn en op de belasting van de cel.

Het kopieaantal wordt bepaald door de replicatieori en de regulatie daarvan, evenals door hostfactoren en groeistatus. Plasmiden met verschillende oris hebben verschillende regels voor initiatie van replicatie. Zo kunnen sommige ori’s, zoals die geassocieerd met ColE1-regulatie, snel initiëren en een hoog kopieaantal bewerkstelligen, terwijl ori’s zoals pSC101 vaak een laag tot gemiddeld kopieaantal opleveren. Het evenwicht tussen replicatie en stabiliteit bepaalt hoe goed een plasmide in de cel blijft bestaan bij afwezigheid van selectie.

Een hoog kopieaantal kan leiden tot hogere expressie van plasmide-gebonden genen maar ook tot een grotere metabole last en mogelijk lagere celgroei. Een laag kopieaantal biedt doorgaans meer stabiliteit en minder last voor de gastheercel, maar geeft lagere gene expressie. Plasmiden beschikken vaak over stabiliteits- en verdelingsmechanismen, zoals par-systemen of toxin-antitoxin systemen, die helpen bij een eerlijke verdeling bij celdeling en bij het behoud van het plasmide in populaties.

Toepassingen en metingen: het kopieaantal wordt vaak bepaald met moleculaire technieken zoals qPCR of digitale PCR. In de biotechnologie wordt het kopieaantal afgewogen tegen gewenste expressie en stabiliteit bij het ontwerp van plasmiden voor cloning en eiwitproductie.