A baktériumok és más sejtek között sok érdekes különbség van. Ezek között szerepel a plazmidok jelenléte a baktériumokban. Ezek a kis, gumiszalagszerű DNS-hurkok elkülönülnek a baktériumok kromoszómáitól. Amennyire ismert, a plazmidok csak a baktériumokban találhatók meg, az élet más formáiban nem. És fontos szerepet játszanak a modern biotechnológiában.
Bakteriális kromoszómák
Bár vannak kivételek, a legtöbb baktériumnak egyetlen kör alakú kromoszómája van. A baktérium genetikai anyagának nagy része ebben a kromoszómában található, amely csak akkor szaporodik vagy másolódik, ha a sejt osztódik. A baktériumnak azonban lehet egy vagy több plazmidja is. Egyes plazmidok csak akkor replikálódnak, amikor a sejt megoszlik, másokat máskor másolnak. A sejtben ugyanazon plazmid egynél több példánya lehet, különösen, ha a plazmid a sejtosztódástól függetlenül replikálódik. Mivel a DNS replikációhoz energiára van szükség, a sejtek osztódása esetén nagyobb számú plazmid több energiát fog felemészteni. Ha ezek a plazmidok olyan előnyökkel járnak, mint például az antibiotikum-rezisztencia, akkor az általuk nyújtott előnyöket tekintve többet is pótolhatnak.
A kromoszómákban és a plazmidokban található DNS közötti legfontosabb különbségek abban rejlenek, hogy a genetikai anyag hol replikálódik, és mennyire mozgékony. A plazmidon található gének sokkal könnyebben vihetők át a baktériumok között, mint a kromoszómális DNS.
Konjugáció
Egy másik érdekes különbség a plazmid és a kromoszomális DNS között a baktériumokban a konjugációnak nevezett folyamat. Ez a folyamat a plazmidokat baktériumok között, néha különböző baktériumfajták között továbbítja, amelyek csak távoli rokonságban vannak. Az átvitt plazmid elkülönülhet és elkülönülhet a bakteriális kromoszómától, vagy annak részévé válhat. A plazmid transzfer fontos szerepet játszott az antibiotikum-rezisztencia növekedésében. Az antibiotikum-rezisztenciát okozó gének gyakran megtalálhatók a plazmidokban, és úgy tűnik, hogy egyik baktériumfajról vagy populációról átkerültek a másikra.
Egyéb különbségek
Általában a bakteriális kromoszómák jellemzően nagyobb kódolási sűrűségűek. Ez azt jelenti, hogy a kromoszóma nagyobb része aktív, és útmutatást nyújt a fehérjetermeléshez. Egyes plazmidok csak néhány gént hordozhatnak, ami azt jelenti, hogy sokkal kisebbek, mint a kromoszóma, és csak nagyon korlátozott számú funkcióval rendelkeznek.
A kromoszómák általában maggéneket hordoznak, amelyek részt vesznek az anyagcserében, amely elengedhetetlen a baktérium túléléséhez és növekedéséhez. A plazmidok viszont hasznos funkcionális "extrákat" hordoznak. Ezek a funkcionális előnyök közé tartozik az antibiotikum rezisztencia, káros anyagok méregtelenítése vagy betegségeket okozó baktériumok esetén a behatolási képesség a házigazda.
Jelentőség
A plazmidok a modern biotechnológia rendkívül fontos eszközeivé váltak. A molekuláris biológusok gyakran plazmidokat használnak a gének baktériumokba történő bejuttatásához. Először enzimek segítségével átalakítják a hurok alakú plazmidot lineáris formává. Ezután a kívánt géneket felszakítják a plazmidba, és más enzimek segítségével helyreállítják a plazmid gyűrűszerű alakját. Végül olyan körülmények között inkubálják a baktériumokat, amelyek arra kényszerítik a baktériumokat, hogy beépítsék a plazmidok egy részét. Ezek a géntechnológiai technikák nagyon hasznosak olyan fontos fehérjék előállításához, mint az inzulin és az emberi növekedési hormon, amelyeket a modern orvostudományban használnak.
