Există multe diferențe interesante între bacterii și alte tipuri de celule. Printre acestea se numără prezența plasmidelor în bacterii. Aceste bucle mici de ADN în formă de bandă de cauciuc sunt separate de cromozomii bacterieni. Din câte se știe, plasmidele se găsesc numai în bacterii și nu în alte forme de viață. Și, ele joacă un rol important în biotehnologia modernă.
Cromozomi bacterieni
Deși există excepții, majoritatea bacteriilor au un singur cromozom circular. Majoritatea materialului genetic al unei bacterii este conținut în acest cromozom, care este reprodus sau copiat doar atunci când celula se divide. Cu toate acestea, bacteria ar putea avea, de asemenea, una sau mai multe plasmide. Unele plasmide se replică numai atunci când celula se divide, iar altele sunt copiate alteori. Poate exista mai multe copii ale aceleiași plasmide într-o celulă, mai ales dacă plasmida se reproduce independent de diviziunea celulară. Deoarece replicarea ADN necesită energie, un număr mai mare de plasmide vor consuma mai multă energie atunci când celula se împarte. Dacă aceste plasmide conferă un beneficiu, cum ar fi rezistența la antibiotice, totuși, acestea ar putea compensa această sarcină mai mult decât avantajele pe care le oferă.
Cele mai importante diferențe dintre ADN-ul din cromozomi și plasmide constă în locul în care materialul genetic este reprodus și cât de mobil este. Genele de pe o plasmidă pot fi transferate între bacterii mult mai ușor decât ADN-ul cromozomial.
Conjugare
O altă diferență interesantă între plasmidă și ADN-ul cromozomial din bacterii este un proces numit conjugare. Acest proces transferă plasmidele între bacterii, uneori între diferite specii de bacterii care sunt legate doar la distanță. Plasmida transferată poate rămâne distinctă și separată de cromozomul bacterian sau poate deveni parte a acestuia. Transferul de plasmide a fost important în creșterea rezistenței la antibiotice. Genele care conferă rezistență la antibiotice se găsesc adesea pe plasmide și par să fi fost transferate de la o specie sau populație bacteriană la alta.
Alte diferențe
În general, cromozomii bacterieni au de obicei o densitate de codare mai mare. Aceasta înseamnă că o proporție mai mare a cromozomului este activă și oferă instrucțiuni pentru producerea de proteine. Unele plasmide ar putea purta doar câteva gene, ceea ce înseamnă că sunt mult mai mici decât cromozomul și au doar un număr foarte limitat de funcții.
Cromozomii transportă în general gene de bază, care sunt implicate în metabolismul esențial pentru supraviețuirea și creșterea bacteriei. Plasmidele, pe de altă parte, tind să poarte „extra” funcționale utile. Aceste beneficii funcționale includ antibioticul rezistență, detoxifiere a substanțelor nocive sau în cazul bacteriilor care cauzează boli, capacitatea de a invada a gazdă.
Semnificaţie
Plasmidele au devenit instrumente extrem de importante în biotehnologia modernă. Biologii moleculari folosesc adesea plasmide pentru a introduce gene în bacterii. În primul rând, ei folosesc enzime pentru a transforma plasmida în formă de buclă într-o formă liniară. Apoi, îmbină genele dorite în plasmidă și folosesc alte enzime pentru a restabili forma inelară a plasmidei. În cele din urmă, ele incubează bacteriile în condiții care vor forța bacteriile să încorporeze unele dintre plasmide. Aceste tehnici de inginerie genetică sunt foarte utile pentru a produce proteine importante precum insulina și hormonul de creștere uman, care sunt utilizate în medicina modernă.