Forskellen mellem genomisk DNA og plasmid DNA

Der er mange spændende forskelle mellem bakterier og andre former for celler. Blandt disse er tilstedeværelsen af ​​plasmider i bakterier. Disse små gummibånd-lignende sløjfer af DNA er adskilt fra bakterielle kromosomer. Så vidt det er kendt, findes plasmider kun i bakterier og ikke andre former for liv. Og de spiller en vigtig rolle i moderne bioteknologi.

Bakterielle kromosomer

Selv om der er undtagelser, har de fleste bakterier et enkelt cirkulært kromosom. Det meste af en bakteries genetiske materiale er indeholdt i dette kromosom, som kun replikeres eller kopieres, når cellen deler sig. Bakterien kan dog også have et eller flere plasmider. Nogle plasmider replikerer kun, når cellen deler sig, og andre kopieres på andre tidspunkter. Der kan være mere end en kopi af det samme plasmid i en celle, især hvis plasmidet replikerer uafhængigt af celledeling. Fordi DNA-replikation kræver energi, vil et større antal plasmider forbruge mere energi, når cellen deler sig. Hvis disse plasmider giver en fordel som antibiotikaresistens, kan de måske mere end kompensere for denne byrde med hensyn til de fordele, de giver.

De vigtigste forskelle mellem DNA i kromosomer og plasmider ligger i hvor det genetiske materiale er replikeret og hvor mobil det er. Gen på et plasmid kan overføres meget mere let mellem bakterier end kromosomalt DNA.

Konjugering

En anden interessant forskel mellem plasmid og kromosomalt DNA i bakterier er en proces kaldet konjugation. Denne proces overfører plasmider mellem bakterier, nogle gange mellem forskellige bakteriearter, der kun er fjernt beslægtede. Det overførte plasmid kan forblive særskilt og adskilt fra det bakterielle kromosom eller blive en del af det. Plasmidoverførsel har været vigtig i stigningen af ​​antibiotikaresistens. Gener, der giver antibiotikaresistens, findes ofte på plasmider og synes at være blevet overført fra en bakterieart eller en population til en anden.

Andre forskelle

Generelt har bakterielle kromosomer typisk en højere kodningsdensitet . Dette betyder, at en større del af kromosomet er aktivt og giver instruktioner til proteinproduktion. Nogle plasmider kan kun bære nogle få gener, hvilket betyder at de er meget mindre end kromosomet og kun har et meget begrænset antal funktioner.

Kromosomer bærer generelt kernegener, der er involveret i metabolisme, der er afgørende for bakteriens overlevelse og vækst. Plasmider har på den anden side tendens til at bære nyttige funktionelle "ekstramateriale". Disse funktionelle fordele omfatter antibiotikaresistens, afgiftning af skadelige stoffer eller i tilfælde af bakterier, der forårsager sygdom, evnen til at invadere en vært.

Betydning

Plasmider er blevet enormt vigtige redskaber i moderne bioteknologi . Molekylærbiologer bruger ofte plasmider til at introducere gener i bakterier. For det første bruger de enzymer til at transformere det loopformede plasmid til en lineær form. Derefter splejses de ønskede gener ind i plasmidet og bruger andre enzymer til at genetablere plasmidets ringlignende form. Endelig inkuberer de bakterierne under betingelser, som vil tvinge bakterierne til at inkorporere nogle af plasmiderne. Disse gentekniske teknikker er meget nyttige til fremstilling af vigtige proteiner som insulin og humant væksthormon, som anvendes i moderne medicin