Det finns många spännande skillnader mellan bakterier och andra typer av celler. Bland dessa är närvaron av plasmider i bakterier. Dessa små gummibandliknande slingor av DNA skiljer sig från bakteriekromosomer. Såvitt känt finns plasmider endast i bakterier och inte i andra livsformer. Och de spelar en viktig roll i modern bioteknik.
Bakteriella kromosomer
Även om det finns undantag har de flesta bakterier en enda cirkulär kromosom. Det mesta av bakteriens genetiska material finns i denna kromosom, som bara replikeras eller kopieras när cellen delar sig. Bakterien kan emellertid också ha en eller flera plasmider. Vissa plasmider replikeras bara när cellen delar sig, och andra kopieras vid andra tillfällen. Det kan finnas mer än en kopia av samma plasmid i en cell, speciellt om plasmiden replikerar oberoende av celldelning. Eftersom DNA-replikering kräver energi, kommer ett större antal plasmider att förbruka mer energi när cellen delar sig. Om dessa plasmider ger en fördel såsom antibiotikaresistens, kan de dock mer än kompensera för denna börda när det gäller de fördelar de ger.
De viktigaste skillnaderna mellan DNA i kromosomer och plasmider ligger i var det genetiska materialet replikeras och hur mobilt det är. Gener på en plasmid kan överföras mellan bakterier mycket lättare än kromosomalt DNA.
Konjugation
En annan intressant skillnad mellan plasmid och kromosomalt DNA i bakterier är en process som kallas konjugering. Denna process överför plasmider mellan bakterier, ibland mellan olika arter av bakterier som bara är avlägset besläktade. Den överförda plasmiden kan förbli distinkt och separerad från bakteriekromosomen eller bli en del av den. Plasmidöverföring har varit viktigt i ökningen av antibiotikaresistens. Gener som ger antibiotikaresistens återfinns ofta på plasmider och verkar ha överförts från en bakterieart eller population till en annan.
Andra skillnader
I allmänhet har bakteriekromosomer typiskt en högre koddensitet. Detta innebär att en större del av kromosomen är aktiv och ger instruktioner för proteinproduktion. Vissa plasmider kan bara ha några få gener, vilket betyder att de är mycket mindre än kromosomen och endast har ett mycket begränsat antal funktioner.
Kromosomer har i allmänhet kärngener som är involverade i ämnesomsättningen som är nödvändig för bakteriens överlevnad och tillväxt. Plasmider, å andra sidan, brukar bära användbara funktionella "extra". Dessa funktionella fördelar inkluderar antibiotika resistens, avgiftning av skadliga ämnen eller i fall av bakterier som orsakar sjukdom, förmågan att invadera a värd.
Betydelse
Plasmider har blivit oerhört viktiga verktyg inom modern bioteknik. Molekylära biologer använder ofta plasmider för att introducera gener i bakterier. Först använder de enzymer för att omvandla den loopformade plasmiden till en linjär form. Därefter skar de de önskade generna i plasmiden och använder andra enzymer för att återställa plasmidens ringliknande form. Slutligen inkuberar de bakterierna under förhållanden som tvingar bakterierna att införliva några av plasmiderna. Dessa tekniker för genteknik är mycket användbara för att producera viktiga proteiner som insulin och humant tillväxthormon, som används i modern medicin.