ความแตกต่างระหว่างจีโนมดีเอ็นเอและพลาสมิดดีเอ็นเอ

มีความแตกต่างที่น่าสนใจมากมายระหว่างแบคทีเรียและเซลล์ชนิดอื่นๆ กลุ่มคนเหล่านี้มีพลาสมิดในแบคทีเรีย DNA วงเล็กๆ คล้ายแถบยางเหล่านี้แยกจากโครโมโซมของแบคทีเรีย เท่าที่ทราบ พลาสมิดพบได้ในแบคทีเรียเท่านั้น ไม่พบสิ่งมีชีวิตในรูปแบบอื่น และมีบทบาทสำคัญในเทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่

แม้ว่าจะมีข้อยกเว้น แต่แบคทีเรียส่วนใหญ่มีโครโมโซมทรงกลมเพียงเส้นเดียว สารพันธุกรรมของแบคทีเรียส่วนใหญ่มีอยู่ในโครโมโซมนี้ ซึ่งจำลองหรือคัดลอกก็ต่อเมื่อเซลล์แบ่งตัวเท่านั้น อย่างไรก็ตาม แบคทีเรียอาจมีพลาสมิดหนึ่งตัวหรือมากกว่า พลาสมิดบางชนิดจะทำซ้ำได้ก็ต่อเมื่อเซลล์แบ่งตัวเท่านั้น และบางชนิดก็ถูกคัดลอกในช่วงเวลาอื่น อาจมีพลาสมิดตัวเดียวกันมากกว่าหนึ่งสำเนาในเซลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าพลาสมิดทำซ้ำโดยไม่ขึ้นกับการแบ่งเซลล์ เนื่องจากการจำลองแบบดีเอ็นเอต้องใช้พลังงาน พลาสมิดจำนวนมากจะใช้พลังงานมากขึ้นเมื่อเซลล์แบ่งตัว อย่างไรก็ตาม หากพลาสมิดเหล่านี้ให้ประโยชน์ เช่น การดื้อยาปฏิชีวนะ พวกมันอาจมากกว่าชดเชยภาระนี้ในแง่ของข้อดีที่พวกมันมีให้

ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่าง DNA ในโครโมโซมและพลาสมิดอยู่ที่ตำแหน่งที่สารพันธุกรรมถูกจำลองแบบและเคลื่อนที่ได้อย่างไร ยีนบนพลาสมิดสามารถถ่ายโอนระหว่างแบคทีเรียได้ง่ายกว่าดีเอ็นเอของโครโมโซม

ความแตกต่างที่น่าสนใจอีกประการระหว่างพลาสมิดและโครโมโซม DNA ในแบคทีเรียคือกระบวนการที่เรียกว่าการผันคำกริยา กระบวนการนี้จะถ่ายเทพลาสมิดระหว่างแบคทีเรีย บางครั้งระหว่างแบคทีเรียสายพันธุ์ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกันเท่านั้น พลาสมิดที่ถ่ายโอนอาจยังคงแตกต่างและแยกออกจากโครโมโซมของแบคทีเรียหรือกลายเป็นส่วนหนึ่งของโครโมโซม การถ่ายโอนพลาสมิดมีความสำคัญต่อการเพิ่มขึ้นของการดื้อยาปฏิชีวนะ ยีนที่ให้การดื้อยาปฏิชีวนะมักพบในพลาสมิดและดูเหมือนว่าจะได้รับการถ่ายทอดจากแบคทีเรียสายพันธุ์หนึ่งหรือประชากรอีกกลุ่มหนึ่ง

โดยทั่วไป โครโมโซมของแบคทีเรียมักจะมีความหนาแน่นของการเข้ารหัสที่สูงกว่า ซึ่งหมายความว่าโครโมโซมในสัดส่วนที่มากขึ้นจะทำงานและให้คำแนะนำในการผลิตโปรตีน พลาสมิดบางตัวอาจมียีนเพียงไม่กี่ตัว ซึ่งหมายความว่าพวกมันมีขนาดเล็กกว่าโครโมโซมมากและมีหน้าที่ในจำนวนที่จำกัด

โครโมโซมโดยทั่วไปมียีนแกนซึ่งเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญอาหารซึ่งจำเป็นต่อการอยู่รอดและการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ในทางกลับกัน พลาสมิดมักจะมี "ส่วนเสริม" ที่เป็นประโยชน์ ประโยชน์การทำงานเหล่านี้รวมถึงยาปฏิชีวนะ การดื้อยา การล้างพิษสารอันตราย หรือกรณีแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรค ความสามารถในการบุกรุก โฮสต์

พลาสมิดกลายเป็นเครื่องมือสำคัญอย่างยิ่งในเทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่ นักชีววิทยาระดับโมเลกุลมักใช้พลาสมิดเพื่อนำยีนเข้าสู่แบคทีเรีย ขั้นแรก พวกเขาใช้เอ็นไซม์เพื่อเปลี่ยนพลาสมิดรูปวงรีให้อยู่ในรูปเชิงเส้น จากนั้นจึงต่อยีนที่ต้องการลงในพลาสมิดและใช้เอ็นไซม์อื่นเพื่อฟื้นฟูรูปร่างคล้ายวงแหวนของพลาสมิด ในที่สุด พวกมันฟักตัวแบคทีเรียภายใต้สภาวะที่จะบังคับให้แบคทีเรียรวมพลาสมิดบางตัวเข้าด้วยกัน เทคนิคทางพันธุวิศวกรรมเหล่านี้มีประโยชน์มากในการผลิตโปรตีนที่สำคัญ เช่น อินซูลินและฮอร์โมนการเจริญเติบโตของมนุษย์ ซึ่งใช้ในยาแผนปัจจุบัน