Περιεχόμενο
Υπάρχουν πολλές ενδιαφέρουσες διαφορές μεταξύ βακτηριδίων και άλλων τύπων κυττάρων. Μεταξύ αυτών είναι η παρουσία πλασμιδίων σε βακτήρια. Αυτές οι μικρές λουρίδες DNA τύπου λαστιχένιας ταινίας είναι ξεχωριστές από βακτηριακά χρωμοσώματα. Στο βαθμό που είναι γνωστό, τα πλασμίδια βρίσκονται μόνο σε βακτήρια και όχι σε άλλες μορφές ζωής. Και, παίζουν σημαντικό ρόλο στη σύγχρονη βιοτεχνολογία.
Βακτηριακά χρωμοσώματα
Αν και υπάρχουν εξαιρέσεις, τα περισσότερα βακτηρίδια έχουν ένα μόνο κυκλικό χρωμόσωμα. Το μεγαλύτερο μέρος ενός γενετικού υλικού βακτηριδίων περιέχεται σε αυτό το χρωμόσωμα, το οποίο αντιγράφεται ή αντιγράφεται μόνο όταν διαιρείται το κύτταρο. Ωστόσο, το βακτήριο μπορεί επίσης να έχει ένα ή περισσότερα πλασμίδια. Ορισμένα πλασμίδια αντιγράφονται μόνο όταν η κυψέλη διαιρείται και άλλα αντιγράφονται σε άλλες χρονικές στιγμές. Μπορεί να υπάρχουν περισσότερα από ένα αντίγραφα του ίδιου πλασμιδίου σε ένα κύτταρο, ειδικά εάν το πλασμίδιο αναδιπλασιάζεται ανεξάρτητα από την κυτταρική διαίρεση. Επειδή η αντιγραφή του DNA απαιτεί ενέργεια, ένας μεγαλύτερος αριθμός πλασμιδίων καταναλώνει περισσότερη ενέργεια όταν το κύτταρο χωρίζεται. Εάν αυτά τα πλασμίδια παρέχουν ένα πλεονέκτημα όπως η αντοχή στα αντιβιοτικά, ωστόσο, μπορεί να υπερβούν αυτό το βάρος σε σχέση με τα πλεονεκτήματα που προσφέρουν.
Οι σημαντικότερες διαφορές μεταξύ του DNA σε χρωμοσώματα και πλασμίδια βρίσκονται στο σημείο όπου αναπαράγεται το γενετικό υλικό και πόσο κινητό είναι. Τα γονίδια σε ένα πλασμίδιο μπορούν να μεταφερθούν μεταξύ βακτηρίων πολύ πιο εύκολα από το χρωμοσωμικό DNA.
Σύζευξη
Μια άλλη ενδιαφέρουσα διαφορά μεταξύ του πλασμιδίου και του χρωμοσωμικού DNA στα βακτήρια είναι μια διαδικασία που ονομάζεται σύζευξη. Αυτή η διαδικασία μεταφέρει τα πλασμίδια μεταξύ βακτηρίων, μερικές φορές μεταξύ διαφορετικών ειδών βακτηρίων που σχετίζονται μόνο από μακρινές αποστάσεις. Το μεταφερόμενο πλασμίδιο μπορεί να παραμείνει διακριτό και χωριστό από το βακτηριακό χρωμόσωμα ή να γίνει μέρος αυτού. Η μεταφορά πλασμιδίου ήταν σημαντική στην αύξηση της αντοχής στα αντιβιοτικά. Τα γονίδια που προσδίδουν ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά βρίσκονται συχνά σε πλασμίδια και φαίνεται να έχουν μεταφερθεί από ένα είδος βακτηρίου σε άλλο.
Άλλες διαφορές
Γενικά, τα βακτηριακά χρωμοσώματα έχουν συνήθως υψηλότερη πυκνότητα κωδικοποίησης. Αυτό σημαίνει ότι ένα μεγαλύτερο ποσοστό του χρωμοσώματος είναι ενεργό και παρέχει οδηγίες για την παραγωγή πρωτεϊνών. Ορισμένα πλασμίδια μπορεί να φέρουν μόνο μερικά γονίδια, πράγμα που σημαίνει ότι είναι πολύ μικρότερα από το χρωμόσωμα και έχουν πολύ περιορισμένο αριθμό λειτουργιών.
Τα χρωμοσώματα γενικά φέρουν γονίδια πυρήνα, τα οποία εμπλέκονται στο μεταβολισμό που είναι απαραίτητο για την επιβίωση και την ανάπτυξη των βακτηριδίων. Τα πλασμίδια, από την άλλη πλευρά, τείνουν να φέρουν χρήσιμα λειτουργικά "πρόσθετα". Αυτά τα λειτουργικά οφέλη περιλαμβάνουν αντοχή στα αντιβιοτικά, αποτοξίνωση βλαβερών ουσιών ή στην περίπτωση βακτηρίων που προκαλούν ασθένεια, δυνατότητα εισβολής σε ξενιστή.
Σημασία
Τα πλασμίδια έχουν γίνει εξαιρετικά σημαντικά εργαλεία στη σύγχρονη βιοτεχνολογία. Οι μοριακοί βιολόγοι χρησιμοποιούν συχνά πλασμίδια για να εισάγουν γονίδια σε βακτήρια. Πρώτον, χρησιμοποιούν ένζυμα για να μετασχηματίζουν το πλασμίδιο μορφής βρόχου σε γραμμική μορφή. Στη συνέχεια, αυτά συνδέουν τα επιθυμητά γονίδια στο πλασμίδιο και χρησιμοποιούν άλλα ένζυμα για να αποκαταστήσουν το σχήμα των δακτυλίων των πλασμιδίων. Τέλος, επωάζουν τα βακτήρια υπό συνθήκες που θα αναγκάσουν τα βακτήρια να ενσωματώσουν μερικά από τα πλασμίδια. Αυτές οι τεχνικές γενετικής μηχανικής είναι πολύ χρήσιμες για την παραγωγή σημαντικών πρωτεϊνών όπως η ινσουλίνη και η ανθρώπινη αυξητική ορμόνη που χρησιμοποιούνται στη σύγχρονη ιατρική.