განსხვავება გენომურ დნმ-სა და პლაზმიდის დნმ-ს შორის

მრავალი დამაინტრიგებელი განსხვავებაა ბაქტერიებსა და სხვა სახის უჯრედებს შორის. მათ შორისაა პლაზმიდების არსებობა ბაქტერიებში. დნმ-ის ეს პატარა, რეზინის მსგავსი მარყუჟები განცალკევებულია ბაქტერიული ქრომოსომებისაგან. რამდენადაც ცნობილია, პლაზმიდები გვხვდება მხოლოდ ბაქტერიებში და არა ცხოვრების სხვა ფორმებში. ისინი მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ თანამედროვე ბიოტექნოლოგიაში.

მიუხედავად იმისა, რომ არსებობს გამონაკლისები, ბაქტერიების უმეტესობას აქვს ერთი წრიული ქრომოსომა. ბაქტერიის გენეტიკური მასალის უმეტეს ნაწილს შეიცავს ეს ქრომოსომა, რომლის გამრავლება ან კოპირება ხდება მხოლოდ უჯრედის გაყოფისას. ამასთან, ბაქტერიას შეიძლება ჰქონდეს ერთი ან მეტი პლაზმიდი. ზოგი პლაზმური ტირაჟირდება მხოლოდ უჯრედის გაყოფისას და სხვების კოპირება ხდება სხვა დროს. უჯრედში შეიძლება იყოს ერთი და იგივე პლაზმიდის ერთზე მეტი ასლი, განსაკუთრებით იმ შემთხვევაში, თუ პლაზმიდი იმეორებს უჯრედის დაყოფისგან დამოუკიდებლად. იმის გამო, რომ დნმ – ის რეპლიკაციას ენერგია სჭირდება, უჯრედის გაყოფისას პლაზმიდების დიდი რაოდენობა მეტ ენერგიას მოიხმარს. თუ ამ პლაზმიდებმა მოიტანეს ისეთი სარგებელი, როგორიცაა ანტიბიოტიკებისადმი რეზისტენტობა, ისინი შეიძლება უფრო მეტი იყოს, ვიდრე ანაზღაურებენ ამ ტვირთს მათ მიერ მოწოდებული უპირატესობებით.

ქრომოსომებსა და პლაზმიდებში დნმ-ს შორის ყველაზე მნიშვნელოვანი განსხვავება იმაში მდგომარეობს, თუ სად ხდება გენეტიკური მასალის ტირაჟირება და რამდენად მოძრავია იგი. პლაზმიდზე არსებული გენების გადატანა ბაქტერიებს შორის ბევრად უფრო მარტივია, ვიდრე ქრომოსომული დნმ.

პლაზმიდისა და ქრომოსომულ დნმ-ს შორის კიდევ ერთი საინტერესო განსხვავება ბაქტერიებში არის პროცესი, რომელსაც უწოდებენ კონიუგირებას. ეს პროცესი გადააქვს პლაზმიდები ბაქტერიებს შორის, ზოგჯერ სხვადასხვა სახეობის ბაქტერიებს შორის, რომლებიც მხოლოდ დისტანციურად არიან დაკავშირებული. გადატანილი პლაზმიდი შეიძლება დარჩეს მკაფიო და განცალკევებული ბაქტერიული ქრომოსომისგან ან გახდეს მისი ნაწილი. ანტიბიოტიკების მიმართ რეზისტენტობის ზრდისას მნიშვნელოვანი იყო პლაზმიდის გადატანა. გენები, რომლებიც ანიჭებენ ანტიბიოტიკულ რეზისტენტობას, ხშირად გვხვდება პლაზმიდებში და, როგორც ჩანს, გადატანილი იქნა ერთი ბაქტერიული სახეობიდან ან პოპულაციიდან მეორეში.

ზოგადად, ბაქტერიულ ქრომოსომებს, როგორც წესი, აქვთ კოდირების უფრო მაღალი სიმკვრივე. ეს ნიშნავს, რომ ქრომოსომის უფრო მეტი ნაწილი აქტიურია და იძლევა ინსტრუქციას ცილების წარმოებისათვის. ზოგიერთ პლაზმიდს შეიძლება ჰქონდეს მხოლოდ რამდენიმე გენი, რაც ნიშნავს, რომ ისინი ქრომოსომაზე ბევრად მცირეა და ფუნქციების მხოლოდ ძალიან მცირე რაოდენობა აქვთ.

ქრომოსომები ზოგადად ატარებენ ბირთვულ გენებს, რომლებიც მონაწილეობენ მეტაბოლიზმში, რაც აუცილებელია ბაქტერიის გადარჩენისა და ზრდისთვის. მეორეს მხრივ, პლაზმიდები ატარებენ სასარგებლო ფუნქციონალურ "დამატებით" ნივთებს. ამ ფუნქციურ სარგებელს შეიცავს ანტიბიოტიკი წინააღმდეგობა, მავნე ნივთიერებების დეტოქსიკაცია ან დაავადების გამომწვევი ბაქტერიების შემთხვევაში შეჭრის უნარი მასპინძელი.

პლაზმიდები ძალზე მნიშვნელოვან იარაღად იქცა თანამედროვე ბიოტექნოლოგიაში. მოლეკულური ბიოლოგები ხშირად იყენებენ პლაზმიდებს, რომ გენები შეიტანონ ბაქტერიებში. პირველ რიგში, ისინი იყენებენ ფერმენტებს მარყუჟის ფორმის პლაზმიდის ხაზოვან ფორმად გარდაქმნისთვის. შემდეგ, ისინი ახდენენ სასურველ გენის პლაზმენტს და სხვა ფერმენტებს იყენებენ პლაზმიდის რგოლის ფორმის აღსადგენად. დაბოლოს, ისინი ინკუბაციას უკეთებენ ბაქტერიებს იმ პირობებში, რომლებიც აიძულებენ ბაქტერიებს შეიტანონ ზოგიერთი პლაზმიდი. ეს გენური ინჟინერიის ტექნიკა ძალიან სასარგებლოა ისეთი მნიშვნელოვანი ცილების წარმოებისთვის, როგორიცაა ინსულინი და ადამიანის ზრდის ჰორმონი, რომლებიც თანამედროვე მედიცინაში გამოიყენება.