Starp baktērijām un cita veida šūnām ir daudz intriģējošu atšķirību. Starp tiem ir plazmīdu klātbūtne baktērijās. Šīs mazās, gumijas joslām līdzīgās DNS cilpas ir atdalītas no baktēriju hromosomām. Cik zināms, plazmīdas ir sastopamas tikai baktērijās, nevis citās dzīvības formās. Viņiem ir svarīga loma mūsdienu biotehnoloģijā.
Baktēriju hromosomas
Lai arī ir izņēmumi, lielākajai daļai baktēriju ir viena apļveida hromosoma. Lielākā daļa baktērijas ģenētiskā materiāla atrodas šajā hromosomā, kas tiek atkārtota vai kopēta tikai tad, kad šūna sadalās. Tomēr baktērijai var būt arī viena vai vairākas plazmīdas. Dažas plazmīdas atkārtojas tikai tad, kad šūna dalās, un citas tiek kopētas citā laikā. Šūnā var būt vairāk nekā viena tās pašas plazmīdas kopija, īpaši, ja plazmīds atkārtojas neatkarīgi no šūnu dalīšanās. Tā kā DNS replikācijai nepieciešama enerģija, lielāks skaits plazmīdu patērēs vairāk enerģijas, kad šūna sadalīsies. Ja šīs plazmīdas dod tādu labumu kā rezistence pret antibiotikām, tomēr tās var vairāk nekā kompensēt šo slogu to sniegto priekšrocību ziņā.
Vissvarīgākās atšķirības starp DNS hromosomās un plazmīdās slēpjas tur, kur ģenētiskais materiāls tiek atkārtots un cik tas ir kustīgs. Gēnus plazmīdā starp baktērijām var pārnest daudz vieglāk nekā hromosomu DNS.
Konjugācija
Vēl viena interesanta atšķirība starp plazmīdu un hromosomu DNS baktērijās ir process, ko sauc par konjugāciju. Šis process pārnes plazmīdas starp baktērijām, dažreiz starp dažādām baktēriju sugām, kuras ir tikai savstarpēji saistītas. Pārnestā plazmīda var palikt atšķirīga un atdalīta no baktēriju hromosomas vai kļūt par tās daļu. Plazmīdu pārnešana ir bijusi svarīga antibiotiku rezistences pieaugumā. Gēni, kas piešķir rezistenci pret antibiotikām, bieži atrodami plazmīdās un, šķiet, ir pārnesti no vienas baktēriju sugas vai populācijas uz otru.
Citas atšķirības
Parasti baktēriju hromosomām parasti ir lielāks kodēšanas blīvums. Tas nozīmē, ka lielāka daļa hromosomu ir aktīva un sniedz norādījumus olbaltumvielu ražošanai. Dažas plazmīdas var pārvadāt tikai dažus gēnus, kas nozīmē, ka tās ir daudz mazākas par hromosomu un tām ir tikai ļoti ierobežots funkciju skaits.
Hromosomās parasti ir galvenie gēni, kas ir iesaistīti metabolismā, kas ir būtisks baktērijas izdzīvošanai un augšanai. Savukārt plazmīdām ir raksturīgas noderīgas funkcionālas "ekstras". Šīs funkcionālās priekšrocības ietver antibiotiku rezistence, kaitīgu vielu detoksikācija vai slimību izraisošu baktēriju gadījumā spēja iebrukt a saimnieks.
Nozīme
Plazmīdi ir kļuvuši par ārkārtīgi svarīgiem instrumentiem mūsdienu biotehnoloģijā. Molekulārie biologi bieži izmanto plazmīdas, lai baktērijās ievadītu gēnus. Pirmkārt, viņi izmanto fermentus, lai pārveidotu cilpveida plazmīdu lineārā formā. Tad viņi plazmīdā sagriež vēlamos gēnus un izmanto citus enzīmus, lai atjaunotu plazmīdai gredzenveida formu. Visbeidzot, viņi inkubē baktērijas apstākļos, kas piespiedīs baktērijas iekļaut dažas plazmīdas. Šīs gēnu inženierijas metodes ir ļoti noderīgas, lai ražotu svarīgas olbaltumvielas, piemēram, insulīnu un cilvēka augšanas hormonu, ko izmanto mūsdienu medicīnā.