Sadržaj
Mnogo je intrigantnih razlika između bakterija i ostalih vrsta stanica. Među njima je prisutnost plazmida u bakterijama. Ove male, petlje nalik gumenoj traci, odvojene su od bakterijskih kromosoma. Koliko je poznato, plazmidi se nalaze samo u bakterijama, a ne u drugim oblicima života. A, oni igraju važnu ulogu u modernoj biotehnologiji.
Bakterijski kromosomi
Iako postoje iznimke, većina bakterija ima jedan kružni kromosom. Većina bakterijskog genetskog materijala sadržana je u tom kromosomu, koji se tek replicira ili kopira kad se stanica podijeli. Međutim, bakterija također može imati jedan ili više plazmida. Neki se plazmidi umnožavaju samo kad se stanica dijeli, a drugi se kopiraju u drugim vremenima. U stanici može biti više kopija istog plazmida, posebno ako se plazmid replicira neovisno o staničnoj diobi. Kako replikacija DNK zahtijeva energiju, veći broj plazmida trošit će više energije kada se stanica podijeli. Ako ovi plazmidi daju korist poput rezistencije na antibiotike, možda bi mogli i više nego nadoknaditi to opterećenje u odnosu na prednosti koje pružaju.
Najvažnije razlike između DNK u kromosomima i plazmida leže u tome gdje se genetski materijal replicira i koliko je on mobilan. Geni na plazmidu mogu se prenijeti između bakterija mnogo lakše nego kromosomska DNK.
Konjugacija
Još jedna zanimljiva razlika između plazmida i kromosomske DNK u bakterijama je proces zvan konjugacija. Ovaj proces prenosi plazmide između bakterija, ponekad između različitih vrsta bakterija koje su samo udaljeno povezane. Preneseni plazmid može ostati odvojen od bakterijskog kromosoma ili postati njegov dio. Prijenos plazmida važan je u porastu rezistencije na antibiotike. Geni koji daju otpornost na antibiotike često se nalaze na plazmidima i čini se da su preneseni s jedne bakterijske vrste ili populacije na drugu.
Druge razlike
Općenito, bakterijski kromosomi obično imaju veću gustoću kodiranja. To znači da je veći udio kromosoma aktivan i daje upute za proizvodnju proteina. Neki plazmidi mogu imati samo nekoliko gena, što znači da su mnogo manji od kromosoma i imaju samo vrlo ograničen broj funkcija.
Hromosomi obično nose jezgrene gene koji su uključeni u metabolizam koji je neophodan za preživljavanje i rast bakterija. S druge strane, plazmidi nose korisne funkcionalne dodatke. Ove funkcionalne prednosti uključuju otpornost na antibiotike, detoksikaciju štetnih tvari ili, u slučaju bakterija koje uzrokuju bolest, sposobnost invazije na domaćina.
Značaj
Plazmidi su postali izuzetno važni alati u modernoj biotehnologiji. Molekularni biolozi često koriste plazmide za uvođenje gena u bakterije. Prvo, pomoću enzima pretvaraju plazmid u obliku petlje u linearni oblik. Zatim spajaju željene gene u plazmid i koriste se drugim enzimima za vraćanje plazmida u obliku prstena. Konačno, bakterije inkubiraju pod uvjetima koji će prisiliti bakterije da uključe dio plazmida. Ove tehnike genetskog inženjeringa vrlo su korisne za proizvodnju važnih proteina poput inzulina i ljudskog hormona rasta koji se koriste u modernoj medicini.