Bakterite ja muud tüüpi rakkude vahel on palju intrigeerivaid erinevusi. Nende hulgas on plasmiidide olemasolu bakterites. Need väikesed kummiribaga sarnanevad DNA silmused on bakterikromosoomidest eraldi. Seni teadaolevalt leidub plasmiide ainult bakterites, mitte aga teistes eluvormides. Ja neil on kaasaegses biotehnoloogias oluline roll.
Bakteriaalsed kromosoomid
Kuigi on erandeid, on enamikul bakteritel üks ümmargune kromosoom. Suurem osa bakteri geneetilisest materjalist sisaldub selles kromosoomis, mis paljuneb või kopeeritakse alles siis, kui rakk jaguneb. Kuid bakteril võib olla ka üks või mitu plasmiidi. Mõned plasmiidid paljunevad ainult siis, kui rakk jaguneb, ja teised kopeeritakse muul ajal. Rakus võib olla rohkem kui üks sama plasmiidi koopia, eriti kui plasmiid replikeerub raku jagunemisest sõltumatult. Kuna DNA replikatsioon nõuab energiat, kulutab suurem hulk plasmiide raku jagunemisel rohkem energiat. Kui need plasmiidid pakuvad näiteks antibiootikumiresistentsust, võivad nad pakutavate eeliste osas selle koormuse enamat korvata.
Kõige olulisemad erinevused DNA vahel kromosoomides ja plasmiidides seisnevad selles, kus geneetiline materjal paljuneb ja kui liikuv see on. Plasmiidis olevaid geene saab bakterite vahel üle kanda palju lihtsamalt kui kromosomaalset DNA-d.
Konjugatsioon
Teine huvitav erinevus plasmiidi ja kromosomaalse DNA vahel bakterites on protsess, mida nimetatakse konjugatsiooniks. See protsess kannab plasmiide bakterite vahel, mõnikord erinevate bakteriliikide vahel, mis on seotud vaid kaugelt. Ülekantud plasmiid võib jääda bakterikromosoomist eraldiseisvaks ja eraldatuks või saada selle osaks. Antibiootikumiresistentsuse suurenemisel on plasmiidide ülekandmine olnud oluline. Geenid, mis annavad antibiootikumiresistentsuse, leiavad sageli plasmiididelt ja tunduvad olevat kandunud ühelt bakteriliigilt või populatsioonilt teisele.
Muud erinevused
Üldiselt on bakterite kromosoomidel tavaliselt suurem kodeerimistihedus. See tähendab, et suurem osa kromosoomist on aktiivne ja annab juhiseid valkude tootmiseks. Mõnes plasmiidis võib olla vaid mõni geen, mis tähendab, et nad on kromosoomist palju väiksemad ja neil on ainult väga piiratud arv funktsioone.
Kromosoomid kannavad tavaliselt südamegeene, mis osalevad ainevahetuses, mis on oluline bakteri ellujäämiseks ja kasvuks. Plasmiidid kannavad seevastu kasulikke funktsionaalseid "lisasid". Need funktsionaalsed eelised hõlmavad antibiootikumi resistentsus, kahjulike ainete detoksifitseerimine või haigust põhjustavate bakterite korral võime tungida a peremees.
Tähtsus
Plasmiidid on muutunud kaasaegses biotehnoloogias tohutult oluliseks vahendiks. Geenide sisestamiseks bakteritesse kasutavad molekulaarbioloogid sageli plasmiide. Esiteks kasutavad nad ensüüme, et muuta silmusekujuline plasmiid lineaarseks. Seejärel ühendavad nad soovitud geenid plasmiidi ja kasutavad teisi ensüüme, et taastada plasmiidi rõngakujuline kuju. Lõpuks inkubeerivad nad baktereid tingimustes, mis sunnivad baktereid osa plasmiide ühendama. Need geenitehnoloogia meetodid on tänapäevases meditsiinis kasutatavate oluliste valkude, näiteks insuliini ja inimese kasvuhormooni tootmiseks väga kasulikud.