Содержание
Есть много интригующих различий между бактериями и другими видами клеток. Среди них присутствие плазмид в бактериях. Эти небольшие петли ДНК в виде резиновых полос отделены от бактериальных хромосом. Насколько известно, плазмиды встречаются только в бактериях, а не в других формах жизни. И они играют важную роль в современной биотехнологии.
Бактериальные хромосомы
Хотя есть исключения, большинство бактерий имеют одну круглую хромосому. Большая часть генетического материала бактерий содержится в этой хромосоме, которая реплицируется или копируется только при делении клетки. Однако бактерия может также иметь одну или несколько плазмид. Некоторые плазмиды реплицируются только тогда, когда клетка делится, а другие копируются в другое время. В одной клетке может быть несколько копий одной и той же плазмиды, особенно если плазмида реплицируется независимо от деления клетки. Поскольку репликация ДНК требует энергии, большее количество плазмид будет потреблять больше энергии, когда клетка делится. Однако, если эти плазмиды дают такое преимущество, как устойчивость к антибиотикам, они могут более чем компенсировать это бремя с точки зрения преимуществ, которые они предоставляют.
Наиболее важные различия между ДНК в хромосомах и плазмидах заключаются в том, где реплицируется генетический материал и насколько он подвижен. Гены на плазмиде могут передаваться между бактериями гораздо легче, чем хромосомная ДНК.
конъюгация
Другое интересное различие между плазмидой и хромосомной ДНК в бактериях - это процесс, называемый конъюгацией. Этот процесс переносит плазмиды между бактериями, иногда между различными видами бактерий, которые только отдаленно связаны. Перенесенная плазмида может оставаться отдельной и отделенной от бактериальной хромосомы или стать ее частью. Перенос плазмиды играет важную роль в повышении устойчивости к антибиотикам. Гены, которые придают устойчивость к антибиотикам, часто обнаруживаются в плазмидах и, по-видимому, были перенесены из одного вида бактерий или популяции в другой.
Другие различия
В целом, бактериальные хромосомы обычно имеют более высокую плотность кодирования. Это означает, что большая часть хромосомы активна и предоставляет инструкции для производства белка. Некоторые плазмиды могут нести только несколько генов, что означает, что они намного меньше, чем хромосома и имеют только очень ограниченное количество функций.
Хромосомы обычно несут основные гены, которые участвуют в метаболизме, который необходим для выживания и роста бактерий. Плазмиды, как правило, несут полезные функциональные «дополнения». Эти функциональные преимущества включают устойчивость к антибиотикам, детоксикацию вредных веществ или, в случае бактерий, вызывающих заболевание, способность проникать в организм хозяина.
Значимость
Плазмиды стали чрезвычайно важными инструментами в современной биотехнологии. Молекулярные биологи часто используют плазмиды для введения генов в бактерии. Во-первых, они используют ферменты для превращения плазмиды в форме петли в линейную форму. Затем они встраивают желаемые гены в плазмиду и используют другие ферменты для восстановления кольцевой формы плазмиды. Наконец, они инкубируют бактерии в условиях, которые заставляют бактерии включать некоторые из плазмид. Эти методы генной инженерии очень полезны для производства важных белков, таких как инсулин и гормон роста человека, которые используются в современной медицине.