Има много интригуващи разлики между бактериите и другите видове клетки. Сред тях е наличието на плазмиди в бактериите. Тези малки, подобни на гумена лента ДНК са отделни от бактериалните хромозоми. Доколкото е известно, плазмидите се намират само в бактериите, а не в други форми на живот. И те играят важна роля в съвременните биотехнологии.
Бактериални хромозоми
Въпреки че има изключения, повечето бактерии имат една кръгла хромозома. По-голямата част от генетичния материал на бактерията се съдържа в тази хромозома, която се репликира или копира само когато клетката се раздели. Въпреки това, бактерията може също да има един или повече плазмиди. Някои плазмиди се репликират само когато клетката се дели, а други се копират по друго време. В клетката може да има повече от едно копие на един и същ плазмид, особено ако плазмидът се репликира независимо от клетъчното делене. Тъй като репликацията на ДНК изисква енергия, по-голям брой плазмиди ще консумират повече енергия, когато клетката се раздели. Ако тези плазмиди предоставят предимство като антибиотична резистентност, те могат да компенсират това бреме по отношение на предимствата, които предоставят.
Най-важните разлики между ДНК в хромозомите и плазмидите се крият в това къде се репликира генетичният материал и колко мобилен е той. Гените в плазмида могат да се прехвърлят между бактериите много по-лесно, отколкото хромозомната ДНК.
Конюгация
Друга интересна разлика между плазмидната и хромозомната ДНК в бактериите е процес, наречен конюгация. Този процес прехвърля плазмидите между бактериите, понякога между различни видове бактерии, които са само отдалечено свързани. Прехвърленият плазмид може да остане различен и отделен от бактериалната хромозома или да стане част от нея. Трансферът на плазмиди е важен за нарастването на антибиотичната резистентност. Гени, които осигуряват антибиотична резистентност, често се откриват в плазмидите и изглежда са били прехвърлени от един бактериален вид или популация в друг.
Други разлики
По принцип бактериалните хромозоми обикновено имат по-висока кодираща плътност. Това означава, че по-голяма част от хромозомата е активна и предоставя инструкции за производството на протеини. Някои плазмиди могат да носят само няколко гена, което означава, че те са много по-малки от хромозомата и имат само много ограничен брой функции.
Хромозомите обикновено носят основни гени, които участват в метаболизма, който е от съществено значение за оцеляването и растежа на бактерията. Плазмидите, от друга страна, са склонни да носят полезни функционални „екстри“. Тези функционални ползи включват антибиотик устойчивост, детоксикация на вредни вещества или в случай на бактерии, причиняващи заболявания, способността да нахлуят a домакин.
Значимост
Плазмидите се превърнаха в изключително важни инструменти в съвременната биотехнология. Молекулярните биолози често използват плазмиди за въвеждане на гени в бактериите. Първо, те използват ензими, за да трансформират петлевидния плазмид в линейна форма. След това те снаждат желаните гени в плазмида и използват други ензими, за да възстановят пръстеновидната форма на плазмида. И накрая, те инкубират бактериите при условия, които ще принудят бактериите да включат някои от плазмидите. Тези техники за генно инженерство са много полезни за производството на важни протеини като инсулин и човешки растежен хормон, които се използват в съвременната медицина.