Innehåll
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 är separata från bakteriekromosomer. Såvitt är känt, finns plasmider endast i bakterier och inte i andra former av liv. Och de spelar en viktig roll i modern bioteknik.
Bakteriella kromosomer
Även om det finns undantag, har de flesta bakterier en enda cirkulär kromosom. De flesta av ett bakteries genetiska material finns i denna kromosom, som endast replikeras eller kopieras när cellen delar sig. Emellertid kan bakterien också ha en eller flera plasmider. Vissa plasmider replikeras endast när cellen delar sig, och andra kopieras vid andra tillfällen. Det kan finnas mer än en kopia av samma plasmid i en cell, särskilt om plasmiden replikeras oberoende av celldelning. Eftersom DNA-replikation kräver energi kommer ett större antal plasmider att konsumera mer energi när cellen delar sig. Om dessa plasmider ger en fördel såsom antibiotikaresistens, kan de emellertid 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 endast är avlägsna besläktade. Den överförda plasmiden kan förbli distinkt och separat från bakteriekromosomen eller bli en del av den. Plasmidöverföring har varit viktig för ökningen av antibiotikaresistens. Gener som ger antibiotikaresistens finns ofta på plasmider och verkar ha överförts från en bakteriesort eller population till en annan.
Andra skillnader
I allmänhet har bakteriekromosomer typiskt en högre kodningsdensitet. Detta innebär att en större andel av kromosomen är aktiv och ger instruktioner för proteinproduktion. Vissa plasmider kan bara ha några gener, vilket betyder att de är mycket mindre än kromosomen och har bara ett mycket begränsat antal funktioner.
Kromosomer har vanligtvis kärngener, som är involverade i metabolism som är avgörande för bakteriens överlevnad och tillväxt. Plasmider tenderar å andra sidan till användbara funktionella "extra". Dessa funktionella fördelar inkluderar antibiotikaresistens, avgiftning av skadliga ämnen eller för bakterier som orsakar sjukdom, förmågan att invadera en värd.
Betydelse
Plasmider har blivit oerhört viktiga verktyg inom modern bioteknik. Molekylärbiologer använder ofta plasmider för att introducera gener i bakterier. Först använder de enzymer för att förvandla den slingformade plasmiden till en linjär form. Sedan delar de de önskade generna i plasmiden och använder andra enzymer för att återställa plasmidernas ringliknande form. Slutligen inkuberar de bakterierna under förhållanden som kommer att tvinga bakterierna att införliva några av plasmiderna. Dessa gentekniker är mycket användbara för att producera viktiga proteiner som insulin och humant tillväxthormon, som används i modern medicin.