Sisu
Bakterite ja muud tüüpi rakkude vahel on palju intrigeerivaid erinevusi. Nende hulgas on plasmiidide esinemine bakterites. Need väikesed DNA kummiribataolised silmused asuvad bakterite kromosoomidest eraldi. Nii palju kui teada, leidub plasmiide ainult bakterites, mitte muudes eluvormides. Ja neil on oluline roll kaasaegses biotehnoloogias.
Bakteriaalsed kromosoomid
Ehkki on ka erandeid, on enamikul bakteritel üks ümmargune kromosoom. Enamik bakteriumi geneetilist materjali sisaldub selles kromosoomis, mida replitseeritakse või kopeeritakse alles siis, kui rakk jaguneb. Kuid bakteril võib olla ka üks või mitu plasmiidi. Mõned plasmiidid replitseeruvad ainult siis, kui rakk jaguneb, teised kopeeritakse muul ajal. Rakus võib olla rohkem kui üks sama plasmiidi koopia, eriti kui see plasmiid replitseerub rakkude jagunemisest sõltumatult. Kuna DNA replikatsioon nõuab energiat, kulutab raku jagunemisel suurem arv plasmiide rohkem energiat. Kui need plasmiidid pakuvad eelist, näiteks antibiootikumiresistentsust, võivad nad nende pakutavate eeliste osas selle koormuse korvata.
Kõige olulisemad erinevused kromosoomide DNA ja plasmiidide vahel on selles, kus geneetiline materjal replitseerub ja kui liikuv see on. Plasmiidi geene saab bakterite vahel palju hõlpsamini üle kanda kui kromosomaalset DNA-d.
Konjugatsioon
Veel üks huvitav erinevus plasmiidi ja kromosomaalse DNA vahel bakterites on protsess, mida nimetatakse konjugatsiooniks. See protsess kannab plasmiide bakterite vahel, mõnikord ainult kaugelt suguluses olevate bakteriliikide vahel. Ülekantud plasmiid võib jääda eristatavaks ja eralduda bakteriaalsest kromosoomist või muutuda selle osaks. Plasmiidiülekanne on olnud oluline antibiootikumiresistentsuse suurenemisel. Geene, mis annavad antibiootikumiresistentsuse, leidub sageli plasmiidides ja need näivad olevat kandunud ühest bakteriliigist või -populatsioonist teise.
Muud erinevused
Üldiselt on bakteriaalsetel kromosoomidel tavaliselt suurem kodeerimistihedus. See tähendab, et suurem osa kromosoomist on aktiivsed ja annab juhiseid valkude tootmiseks. Mõnedel plasmiididel võib olla vaid mõni geen, mis tähendab, et need on kromosoomist palju väiksemad ja neil on ainult väga piiratud arv funktsioone.
Kromosoomides on tavaliselt tuumgeenid, mis osalevad metabolismis, mis on oluline bakterite ellujäämiseks ja kasvuks. Plasmiidid seevastu kannavad tavaliselt kasulikke funktsionaalseid lisandeid. Nende funktsionaalsete eeliste hulka kuulub antibiootikumiresistentsus, kahjulike ainete võõrutus või haigusi põhjustavate bakterite korral võime peremeesorganismi tungida.
Tähtsus
Plasmiididest on saanud kaasaegses biotehnoloogias tohutult olulised vahendid. Molekulaarbioloogid kasutavad geenide bakteritesse viimiseks sageli plasmiide. Esiteks kasutavad nad ensüüme, et muuta silmusekujuline plasmiid lineaarseks vormiks. Seejärel nad tükeldavad soovitud geenid plasmiidi ja kasutavad plasmiidide ringikujulise kuju taastamiseks teisi ensüüme. Lõpuks inkubeerivad nad baktereid tingimustes, mis sunnivad baktereid sisestama osa plasmiide. Need geenitehnoloogia tehnikad on väga kasulikud tänapäevases meditsiinis kasutatavate oluliste valkude, näiteks insuliini ja inimese kasvuhormooni tootmiseks.