La differenza tra DNA genomico e DNA plasmidico

Ci sono molte differenze interessanti tra i batteri e altri tipi di cellule. Tra questi c'è la presenza di plasmidi nei batteri. Questi piccoli anelli di DNA a forma di elastico sono separati dai cromosomi batterici. Per quanto è noto, i plasmidi si trovano solo nei batteri e non in altre forme di vita. E svolgono un ruolo importante nella moderna biotecnologia.

Sebbene ci siano eccezioni, la maggior parte dei batteri ha un singolo cromosoma circolare. La maggior parte del materiale genetico di un batterio è contenuto in questo cromosoma, che viene replicato o copiato solo quando la cellula si divide. Tuttavia, il batterio potrebbe anche avere uno o più plasmidi. Alcuni plasmidi si replicano solo quando la cellula si divide e altri vengono copiati in altri momenti. Ci può essere più di una copia dello stesso plasmide in una cellula, specialmente se il plasmide si replica indipendentemente dalla divisione cellulare. Poiché la replicazione del DNA richiede energia, un numero maggiore di plasmidi consumerà più energia quando la cellula si divide. Se questi plasmidi conferiscono un beneficio come la resistenza agli antibiotici, tuttavia, potrebbero più che compensare questo onere in termini di vantaggi che forniscono.

Le differenze più importanti tra il DNA nei cromosomi e nei plasmidi risiedono nel punto in cui viene replicato il materiale genetico e nella sua mobilità. I geni su un plasmide possono essere trasferiti tra i batteri molto più facilmente del DNA cromosomico.

Un'altra interessante differenza tra DNA plasmidico e cromosomico nei batteri è un processo chiamato coniugazione. Questo processo trasferisce plasmidi tra batteri, a volte tra diverse specie di batteri che sono solo lontanamente imparentati. Il plasmide trasferito potrebbe rimanere distinto e separato dal cromosoma batterico o diventare parte di esso. Il trasferimento di plasmidi è stato importante nell'aumento della resistenza agli antibiotici. I geni che conferiscono resistenza agli antibiotici si trovano spesso sui plasmidi e sembrano essere stati trasferiti da una specie o popolazione batterica a un'altra.

In generale, i cromosomi batterici hanno tipicamente una densità di codifica più elevata. Ciò significa che una proporzione maggiore del cromosoma è attiva e fornisce istruzioni per la produzione di proteine. Alcuni plasmidi potrebbero portare solo pochi geni, il che significa che sono molto più piccoli del cromosoma e hanno solo un numero molto limitato di funzioni.

I cromosomi generalmente trasportano geni centrali, che sono coinvolti nel metabolismo essenziale per la sopravvivenza e la crescita del batterio. I plasmidi, d'altra parte, tendono a portare utili "extra" funzionali. Questi benefici funzionali includono l'antibiotico resistenza, disintossicazione da sostanze nocive o, nel caso di batteri che causano malattie, capacità di invadere a ospite.

I plasmidi sono diventati strumenti estremamente importanti nella moderna biotecnologia. I biologi molecolari usano spesso i plasmidi per introdurre i geni nei batteri. In primo luogo, usano enzimi per trasformare il plasmide a forma di anello in una forma lineare. Quindi, uniscono i geni desiderati nel plasmide e usano altri enzimi per ripristinare la forma ad anello del plasmide. Infine, incubano i batteri in condizioni che costringeranno i batteri a incorporare alcuni dei plasmidi. Queste tecniche di ingegneria genetica sono molto utili per produrre proteine ​​importanti come l'insulina e l'ormone della crescita umano, utilizzate nella medicina moderna.