Bakteerien ja muun tyyppisten solujen välillä on monia kiehtovia eroja. Näihin kuuluu plasmidien läsnäolo bakteereissa. Nämä pienet, kuminauhan kaltaiset DNA-silmukat ovat erillään bakteerikromosomeista. Sikäli kuin tiedetään, plasmideja esiintyy vain bakteereissa eikä muissa elämän muodoissa. Ja niillä on tärkeä rooli modernissa biotekniikassa.
Bakteerikromosomit
Vaikka on olemassa poikkeuksia, useimmilla bakteereilla on yksi pyöreä kromosomi. Suurin osa bakteerin geneettisestä materiaalista on tässä kromosomissa, joka replikoituu tai kopioidaan vasta, kun solu jakautuu. Bakteerissa voi kuitenkin olla myös yksi tai useampi plasmidi. Jotkut plasmidit replikoituvat vain, kun solu jakautuu, ja toiset kopioidaan muina aikoina. Solussa voi olla useampi kuin yksi kopio samasta plasmidista, varsinkin jos plasmidi replikoituu solujen jakautumisesta riippumatta. Koska DNA-replikaatio vaatii energiaa, suurempi määrä plasmideja kuluttaa enemmän energiaa, kun solu jakautuu. Jos nämä plasmidit tuottavat esimerkiksi antibioottiresistenssin kaltaisen edun, ne voivat kuitenkin enemmän kuin korvata tämän taakan tarjoamiensa etujen kannalta.
Tärkeimmät erot kromosomien ja plasmidien DNA: n välillä ovat siinä, missä geneettinen materiaali replikoituu ja kuinka liikkuva se on. Plasmidin geenit voidaan siirtää bakteerien välillä paljon helpommin kuin kromosomaalinen DNA.
Konjugaatio
Toinen mielenkiintoinen ero plasmidin ja kromosomaalisen DNA: n välillä bakteereissa on prosessi, jota kutsutaan konjugaatioksi. Tämä prosessi siirtää plasmidit bakteerien välillä, joskus erilaisten bakteerilajien välillä, jotka ovat vain etäällä toisistaan. Siirretty plasmidi voi pysyä erillisenä ja erillään bakteerikromosomista tai tulla osaksi sitä. Plasmidin siirto on ollut tärkeää antibioottiresistenssin nousussa. Geenit, jotka antavat antibioottiresistenssin, löytyvät usein plasmidista ja näyttävät siirtyneen bakteerilajista tai populaatiosta toiseen.
Muut erot
Yleensä bakteerikromosomeilla on tyypillisesti suurempi koodaustiheys. Tämä tarkoittaa, että suurempi osa kromosomista on aktiivinen ja antaa ohjeita proteiinituotannolle. Jotkut plasmidit saattavat kuljettaa vain muutamia geenejä, mikä tarkoittaa, että ne ovat paljon pienempiä kuin kromosomi ja niillä on vain hyvin rajallinen määrä toimintoja.
Kromosomeissa on yleensä ydingeenejä, jotka osallistuvat aineenvaihduntaan, joka on välttämätöntä bakteerin selviytymisen ja kasvun kannalta. Plasmideilla on toisaalta yleensä hyödyllisiä toiminnallisia "ekstroja". Näihin toiminnallisiin etuihin kuuluu antibiootti vastustuskyky, haitallisten aineiden detoksifikaatio tai taudin aiheuttavien bakteerien tapauksessa kyky hyökätä a isäntä.
Merkitys
Plasmideista on tullut erittäin tärkeitä työkaluja modernissa biotekniikassa. Molekyylibiologit käyttävät usein plasmideja geenien viemiseksi bakteereihin. Ensinnäkin ne käyttävät entsyymejä silmukan muotoisen plasmidin muuttamiseksi lineaariseksi muodoksi. Sitten ne sitovat halutut geenit plasmidiin ja käyttävät muita entsyymejä palauttaakseen plasmidin rengasmaisen muodon. Lopuksi he inkuboivat bakteereja olosuhteissa, jotka pakottavat bakteerit sisällyttämään osan plasmidista. Nämä geenitekniikan tekniikat ovat erittäin hyödyllisiä tuottamaan tärkeitä proteiineja, kuten insuliinia ja ihmisen kasvuhormonia, joita käytetään nykyaikaisessa lääketieteessä.
