Есть много интересных различий между бактериями и другими видами клеток. Среди них наличие плазмид у бактерий. Эти маленькие петли ДНК, похожие на резиновые ленты, отделены от бактериальных хромосом. Насколько известно, плазмиды встречаются только у бактерий, но не у других форм жизни. И они играют важную роль в современной биотехнологии.
Бактериальные хромосомы
Хотя есть исключения, большинство бактерий имеют одну круговую хромосому. Большая часть генетического материала бактерии содержится в этой хромосоме, которая реплицируется или копируется только при делении клетки. Однако бактерия также может иметь одну или несколько плазмид. Некоторые плазмиды реплицируются только тогда, когда клетка делится, а другие копируются в другое время. В клетке может быть более одной копии одной и той же плазмиды, особенно если плазмида реплицируется независимо от деления клетки. Поскольку для репликации ДНК требуется энергия, большее количество плазмид будет потреблять больше энергии при делении клетки. Однако, если эти плазмиды обладают такими преимуществами, как устойчивость к антибиотикам, они могут более чем компенсировать это бремя с точки зрения преимуществ, которые они предоставляют.
Наиболее важные различия между ДНК в хромосомах и плазмидах заключаются в том, где реплицируется генетический материал и насколько он подвижен. Гены плазмиды могут передаваться между бактериями намного легче, чем хромосомная ДНК.
Конъюгация
Еще одно интересное различие между плазмидной и хромосомной ДНК у бактерий - это процесс, называемый конъюгацией. Этот процесс передает плазмиды между бактериями, иногда между разными видами бактерий, которые имеют лишь отдаленное родство. Перенесенная плазмида может оставаться отдельной и отдельной от бактериальной хромосомы или стать ее частью. Перенос плазмид сыграл важную роль в повышении устойчивости к антибиотикам. Гены, придающие устойчивость к антибиотикам, часто обнаруживаются в плазмидах и, по-видимому, были перенесены от одного вида или популяции бактерий к другому.
Прочие отличия
Как правило, бактериальные хромосомы обычно имеют более высокую плотность кодирования. Это означает, что большая часть хромосомы активна и дает инструкции по производству белка. Некоторые плазмиды могут нести только несколько генов, что означает, что они намного меньше хромосомы и имеют очень ограниченное количество функций.
Хромосомы обычно несут коровые гены, которые участвуют в метаболизме, который необходим для выживания и роста бактерий. Плазмиды же, как правило, несут в себе полезные функциональные «дополнения». Эти функциональные преимущества включают антибиотик устойчивость, детоксикация вредных веществ или, в случае бактерий, вызывающих заболевание, способность проникать в хозяин.
Значимость
Плазмиды стали чрезвычайно важным инструментом в современной биотехнологии. Молекулярные биологи часто используют плазмиды для введения генов в бактерии. Во-первых, они используют ферменты для преобразования петлевой плазмиды в линейную форму. Затем они встраивают желаемые гены в плазмиду и используют другие ферменты для восстановления кольцевой формы плазмиды. Наконец, они инкубируют бактерии в условиях, которые заставят бактерии включить некоторые плазмиды. Эти методы генной инженерии очень полезны для производства важных белков, таких как инсулин и гормон роста человека, которые используются в современной медицине.