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- Die Plasmidkopienzahl beschreibt die Zahl an Plasmiden einer Art pro Zelle. Man unterscheidet zwischen
* low-copy Plasmidkopienzahl zwischen 1 und 12 pro Zelle
* medium-copy Plasmidkopienzahl zwischen 15 und 20 pro Zelle
* high-copy Plasmidkopienzahl zwischen 20 und 700 pro Zelle Die Unterschiede in der Kopienzahl entstehen durch die unterschiedliche Funktionsweise des origin of replication und der in ihm codierten Gene. Die Sequenz des Plasmids P15A beispielsweise führt zur Ausprägung des low-copy-Typs, jene vom Plasmid pBR322 zum medium-copy Typ. Eine einfache Punktmutation im Gen für die RNA II des oris des pBR322-Plasmids, kombiniert mit der Deletion eines Kontrollproteins, zum high-copy Typ.Auch andere Mutationen können zur Erhöhung der Kopienzahl führen. Kopienzahl und Wachstum von plasmidhaltigen Zellen beeinflussen sich wechselseitig. Eine hohe Kopienzahl bedeutet eine hohe metabolische Belastung der Zellen und führt unter Umständen zu deutlich verringertem Wachstum. Die Wachstumsgeschwindigkeit einer Zelle wiederum beeinflusst die Kopienzahl. Eine Verringerung der Wachstumsgeschwindigkeit sorgt für einen Anstieg der Kopienzahl. Zur Produktion rekombinanter Proteine werden meist Plasmide der Kategorie high-copy eingesetzt. Für diesen Einsatz gelten drei Regeln die nacheinander Anwendung bei der Optimierung der Expressionsleistung finden:
* Hohe Plasmidkopienzahl führt zu hoher Genexpression.
* Erfolgt trotz Erhöhung der Kopienzahl keine Steigerung der Menge an Expressionsprodukt so besagt die zweite Regel, dass die Produktion von Expressionsprodukten den Limitierungen des Zellmetabolismus unterliegt, da die Transkriptions- bzw. Translationskapazitäten der Zellen erschöpft sein können.
* Die dritte Regel besagt, dass auch die Verringerung der Kopienzahl zur Steigerung der Produktmenge führen kann, dass das Plasmid stabiler und damit leistungsfähiger für das gewünschte Produkt ist. Gerade für die Expression von Proteinen, die toxisch für den Wirt sind, eignen sich häufig low-copy-Plasmide. (de)
- Die Plasmidkopienzahl beschreibt die Zahl an Plasmiden einer Art pro Zelle. Man unterscheidet zwischen
* low-copy Plasmidkopienzahl zwischen 1 und 12 pro Zelle
* medium-copy Plasmidkopienzahl zwischen 15 und 20 pro Zelle
* high-copy Plasmidkopienzahl zwischen 20 und 700 pro Zelle Die Unterschiede in der Kopienzahl entstehen durch die unterschiedliche Funktionsweise des origin of replication und der in ihm codierten Gene. Die Sequenz des Plasmids P15A beispielsweise führt zur Ausprägung des low-copy-Typs, jene vom Plasmid pBR322 zum medium-copy Typ. Eine einfache Punktmutation im Gen für die RNA II des oris des pBR322-Plasmids, kombiniert mit der Deletion eines Kontrollproteins, zum high-copy Typ.Auch andere Mutationen können zur Erhöhung der Kopienzahl führen. Kopienzahl und Wachstum von plasmidhaltigen Zellen beeinflussen sich wechselseitig. Eine hohe Kopienzahl bedeutet eine hohe metabolische Belastung der Zellen und führt unter Umständen zu deutlich verringertem Wachstum. Die Wachstumsgeschwindigkeit einer Zelle wiederum beeinflusst die Kopienzahl. Eine Verringerung der Wachstumsgeschwindigkeit sorgt für einen Anstieg der Kopienzahl. Zur Produktion rekombinanter Proteine werden meist Plasmide der Kategorie high-copy eingesetzt. Für diesen Einsatz gelten drei Regeln die nacheinander Anwendung bei der Optimierung der Expressionsleistung finden:
* Hohe Plasmidkopienzahl führt zu hoher Genexpression.
* Erfolgt trotz Erhöhung der Kopienzahl keine Steigerung der Menge an Expressionsprodukt so besagt die zweite Regel, dass die Produktion von Expressionsprodukten den Limitierungen des Zellmetabolismus unterliegt, da die Transkriptions- bzw. Translationskapazitäten der Zellen erschöpft sein können.
* Die dritte Regel besagt, dass auch die Verringerung der Kopienzahl zur Steigerung der Produktmenge führen kann, dass das Plasmid stabiler und damit leistungsfähiger für das gewünschte Produkt ist. Gerade für die Expression von Proteinen, die toxisch für den Wirt sind, eignen sich häufig low-copy-Plasmide. (de)
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