Mnogo je intrigantnih razlika između bakterija i drugih vrsta stanica. Među njima je prisutnost plazmida u bakterijama. Te male petlje DNA nalik gumenoj vrpci odvojene su od bakterijskih kromosoma. Koliko je poznato, plazmidi se nalaze samo u bakterijama, a ne i u drugim oblicima života. I oni igraju važnu ulogu u modernoj biotehnologiji.
Kromosomi bakterija
Iako postoje iznimke, većina bakterija ima jedan kružni kromosom. Većina genetskog materijala bakterije sadržana je u ovom kromosomu, koji se replicira ili kopira samo kada se stanica podijeli. Međutim, bakterija također može imati jedan ili više plazmida. Neki se plazmidi repliciraju samo kad se stanica podijeli, a drugi se kopiraju u neko drugo vrijeme. U stanici može biti više kopija istog plazmida, posebno ako se plazmid replicira neovisno o diobi stanica. Budući da replikacija DNA zahtijeva energiju, veći broj plazmida potrošit će više energije kada se stanica podijeli. Ako ti plazmidi donose korist kao što je rezistencija na antibiotike, možda će više nego nadoknaditi taj teret u smislu prednosti koje pružaju.
Najvažnije razlike između DNA u kromosomima i plazmidima leže u tome gdje se genetski materijal replicira i koliko je mobilan. Geni na plazmidu mogu se prenositi između bakterija mnogo lakše nego kromosomska DNA.
Konjugacija
Još jedna zanimljiva razlika između plazmidne i kromosomske DNA u bakterijama je proces koji se naziva konjugacija. Ovim postupkom plazmidi se prenose između bakterija, ponekad između različitih vrsta bakterija koje su samo povezane. Preneseni plazmid mogao bi ostati različit i odvojen od bakterijskog kromosoma ili postati njegov dio. Prijenos plazmida važan je u porastu rezistencije na antibiotike. Geni koji daju rezistenciju na antibiotike često se nalaze na plazmidima i čini se da su prebačeni s jedne bakterijske vrste ili populacije na drugu.
Ostale razlike
Općenito, bakterijski kromosomi obično imaju veću gustoću kodiranja. To znači da je veći udio kromosoma aktivan i daje upute za proizvodnju proteina. Neki plazmidi mogu nositi samo nekoliko gena, što znači da su mnogo manji od kromosoma i imaju samo vrlo ograničen broj funkcija.
Kromosomi obično nose ključne gene, koji su uključeni u metabolizam koji je neophodan za opstanak i rast bakterije. S druge strane, plazmidi nose korisne funkcionalne "dodatke". Te funkcionalne prednosti uključuju antibiotik otpornost, detoksikacija štetnih tvari ili u slučaju bakterija koje uzrokuju bolest, sposobnost napada domaćin.
Značaj
Plazmidi su postali izuzetno važni alati u modernoj biotehnologiji. Molekularni biolozi često koriste plazmide za uvođenje gena u bakterije. Prvo koriste enzime za pretvaranje plazmida u obliku petlje u linearni oblik. Zatim spajaju željene gene u plazmid i koriste druge enzime kako bi obnovili oblik prstenastog oblika plazmida. Napokon, oni inkubiraju bakterije pod uvjetima koji će prisiliti bakterije da ugrade neke od plazmida. Ove tehnike genetskog inženjeringa vrlo su korisne za proizvodnju važnih proteina poput inzulina i humanog hormona rasta koji se koriste u modernoj medicini.