Plastīdi ir specializētas struktūras augu šūnās, kas ražo un uzglabā pārtiku un pigmentus šūnai. Domājams, ka tie attīstījušies no neatkarīgiem vienšūnu organismiem, kas dzīvoja simbiotiski ar augiem pirms vairāk nekā miljarda gadu, tie satur lielu skaitu gēnu un ražo vairākus proteīnus. Ir liela interese par plastidu izmantošanu kā rūpnīcas tādu proteīnu ražošanai, kas ir farmaceitiski nozīmīgi.
Vispazīstamākie plastidi ir hloroplasti, kas ir fotosintēzes vieta. Citi ietver hromoplastus, kas uzglabā pigmentus, piemēram, karotinoīdus, kas ir atbildīgi par augļu un ziedu krāsošanu. Leikoplasti uzglabā cieti, lipīdus vai olbaltumvielas – visus iespējamos pārtikas avotus. Uzglabājamās saknes, piemēram, kartupeļi un burkāni, var saturēt leikoplastus, kas ir pilni ar cieti. Plastīdu veidi var savstarpēji pārveidoties, kļūstot par citiem plastidiem atkarībā no šūnas stāvokļa.
Hloroplasti satur pigmentu hlorofilu, kas absorbē gaismu un piešķir lapām zaļu krāsu. Hlorofils uztver saules gaismas enerģiju un izmanto to, lai atdalītu ūdeņradi no ūdenī esošā skābekļa. Tas rada skābekli, ko elpo cilvēki un dzīvnieki. Ūdeņradis tiek iekļauts oglekļa dioksīdā no gaisa. Šis fotosintēzes process ražo glikozi un citus savienojumus, ko augs izmanto metabolismam.
Augu audos citoplazmā var būt liels skaits plastidu; vienā šūnā var būt vairāk nekā 50 no tiem. Tie veidojas no esošo plastidu dalīšanas un ir mantoti tikai no viena vecāka.
Plastīdiem ir iekšējā dubultā membrāna, kas tos atdala no pārējās šūnas. Šajā membrānā ir daudz specializētu īpašību, piemēram, virkne papildu membrānu un plastoma vai plastida kopējā DNS. Šis plastida genoms kodē apmēram 100 plastidam nepieciešamo gēnu, bet pārējos kodē šūnas kodols. Tādējādi plastids nav pilnībā neatkarīgs no pārējās šūnas, lai gan tas dalās atsevišķi.
Notiek agresīvi pētījumi, lai hloroplastus izmantotu kā bioloģisko savienojumu, piemēram, fermentu un antivielu, ražošanas avotu. Plastīda transformācijai ir liela priekšrocība salīdzinājumā ar tradicionālajām gēnu inženierijas augu metodēm, jo plastidi vairumā gadījumu putekšņos nav atrodami. Tādējādi tiem nevajadzētu izplatīties uz blakus esošajiem augiem, un ģenētiski modificētie augi tiktu izolēti. Tam vajadzētu palīdzēt mazināt bažas par izmainītu gēnu izplatīšanos vidē.
Gēnu ievadīšana plastīdā ir daudz sarežģītāka nekā tradicionālās metodes gēnu ievadīšanai šūnas kodolā, jo katrā šūnā var būt vairāk nekā 1,000 plastomu. Katrs no tiem ir jāmaina tādā pašā veidā, lai šī tehnika būtu veiksmīga. Tomēr, ja tas ir veiksmīgs, ievadītais gēns var saturēt līdz 25% no visa šūnu proteīna. Turklāt augi spēj veikt izmaiņas olbaltumvielās, ko baktērijas nespēj, dodot tiem priekšrocības salīdzinājumā ar ražošanu baktēriju pārmērīgas ekspresijas sistēmās.
Vairāku dažādu augu sugu plastidi ir veiksmīgi pārveidoti. Augu embriju vai jauno šūnu plastidiskā transformācija bieži tiek panākta ar daļiņu pistoli. Šis paņēmiens zelta vai volframa daļiņas pārklāj ar DNS un pēc tam iešauj audos. Izmantotā DNS ir plazmīda, apļveida DNS vienība, kas satur vajadzīgo gēnu. Tajā būs arī DNS secība, kas ļauj tai replikēties šūnā, un antibiotiku rezistences gēns, lai noteiktu, kuras šūnas ir pārveidotas.