Existuje mnoho zaujímavých rozdielov medzi baktériami a inými druhmi buniek. Medzi nimi je prítomnosť plazmidov v baktériách. Tieto malé slučky DNA podobné gumičkám sú oddelené od bakteriálnych chromozómov. Pokiaľ je známe, plazmidy sa nachádzajú iba v baktériách, a nie v iných formách života. A hrajú dôležitú úlohu v modernej biotechnológii.
Bakteriálne chromozómy
Aj keď existujú výnimky, väčšina baktérií má jediný kruhový chromozóm. Väčšina genetického materiálu baktérie je obsiahnutá v tomto chromozóme, ktorý sa replikuje alebo kopíruje, až keď sa bunka rozdelí. Baktéria však môže mať aj jeden alebo viac plazmidov. Niektoré plazmidy sa replikujú, až keď sa bunka rozdelí, a iné sa kopírujú inokedy. V bunke môže byť viac ako jedna kópia rovnakého plazmidu, najmä ak sa plazmid replikuje nezávisle od bunkového delenia. Pretože replikácia DNA vyžaduje energiu, väčšie množstvo plazmidov spotrebuje pri delení bunky viac energie. Ak tieto plazmidy poskytujú výhodu, ako je rezistencia na antibiotiká, môžu túto záťaž viac ako vyrovnať z hľadiska výhod, ktoré poskytujú.
Najdôležitejšie rozdiely medzi DNA v chromozómoch a plazmidoch spočívajú v tom, kde sa genetický materiál replikuje a aký je mobilný. Gény na plazmide sa môžu medzi baktériami prenášať oveľa ľahšie ako chromozomálna DNA.
Konjugácia
Ďalším zaujímavým rozdielom medzi plazmidovou a chromozomálnou DNA v baktériách je proces nazývaný konjugácia. Tento proces prenáša plazmidy medzi baktériami, niekedy medzi rôznymi druhmi baktérií, ktoré sú len vzdialene príbuzné. Prenesený plazmid môže zostať odlišný a oddelený od bakteriálneho chromozómu alebo sa stať jeho súčasťou. Plazmidový prenos bol dôležitý pri zvyšovaní rezistencie na antibiotiká. Gény, ktoré spôsobujú rezistenciu na antibiotiká, sa často nachádzajú na plazmidoch a zdá sa, že boli prenesené z jedného bakteriálneho druhu alebo populácie na druhý.
Ďalšie rozdiely
Všeobecne majú bakteriálne chromozómy zvyčajne vyššiu hustotu kódovania. To znamená, že väčšia časť chromozómu je aktívna a poskytuje pokyny na produkciu bielkovín. Niektoré plazmidy môžu niesť iba niekoľko génov, čo znamená, že sú oveľa menšie ako chromozóm a majú iba veľmi obmedzený počet funkcií.
Chromozómy všeobecne nesú základné gény, ktoré sa podieľajú na metabolizme, ktorý je nevyhnutný pre prežitie a rast baktérie. Na druhej strane plazmidy majú obvykle užitočné funkčné doplnky. Medzi tieto funkčné výhody patrí antibiotikum odolnosť, detoxikácia škodlivých látok alebo v prípade baktérií spôsobujúcich choroby schopnosť napadnutia a hostiteľ.
Význam
Plazmidy sa stali nesmierne dôležitými nástrojmi v modernej biotechnológii. Molekulárni biológovia často používajú plazmidy na zavedenie génov do baktérií. Najskôr pomocou enzýmov transformujú slučkovitý plazmid do lineárnej formy. Potom spoja požadované gény do plazmidu a pomocou ďalších enzýmov obnoví kruhový tvar plazmidu. Nakoniec inkubujú baktérie za podmienok, ktoré ich prinútia inkorporovať časť plazmidov. Tieto techniky genetického inžinierstva sú veľmi užitočné na produkciu dôležitých proteínov, ako sú inzulín a ľudský rastový hormón, ktoré sa používajú v modernej medicíne.