المحتوى
هناك العديد من الاختلافات المثيرة للاهتمام بين البكتيريا وأنواع أخرى من الخلايا. من بين هذه وجود البلازميدات في البكتيريا. هذه الحلقات الصغيرة التي يشبه الشريط المطاطي للحمض النووي منفصلة عن الكروموسومات البكتيرية. بقدر ما هو معروف ، توجد البلازميدات في البكتيريا فقط وليس في أشكال الحياة الأخرى. وهم يلعبون دورًا مهمًا في التكنولوجيا الحيوية الحديثة.
الكروموسومات البكتيرية
على الرغم من وجود استثناءات ، فإن معظم البكتيريا لها كروموسوم دائري واحد. يوجد معظم هذه المادة الوراثية للبكتيريا في هذا الكروموسوم ، والذي لا يتم نسخه أو نسخه إلا عندما تنقسم الخلية. ومع ذلك ، قد تحتوي البكتيريا أيضًا على واحد أو أكثر من البلازميدات. تتكاثر بعض البلازميدات فقط عندما تنقسم الخلية ، ويتم نسخ البعض الآخر في أوقات أخرى. قد يكون هناك أكثر من نسخة واحدة من نفس البلازميد في الخلية ، خاصة إذا كان البلازميد يتكاثر بشكل مستقل عن انقسام الخلية. لأن تكرار الحمض النووي يتطلب طاقة ، فإن عددًا أكبر من البلازميدات سوف يستهلك طاقة أكثر عندما تنقسم الخلية. إذا كانت هذه البلازميدات تمنح فائدة مثل المقاومة للمضادات الحيوية ، فإنها قد تعوض أكثر من هذا العبء من حيث المزايا التي توفرها.
تكمن أهم الاختلافات بين الحمض النووي في الكروموسومات والبلازميدات في مكان تكرار المادة الوراثية ومدى حركتها. يمكن نقل الجينات الموجودة على البلازميد بين البكتيريا بسهولة أكبر من الحمض النووي الصبغي.
اقتران
هناك اختلاف آخر مثير للاهتمام بين DNA البلازميد وكروموسومال في البكتيريا وهو عملية تسمى الاقتران. تنقل هذه العملية البلازميدات بين البكتيريا ، وأحيانًا بين أنواع مختلفة من البكتيريا التي ترتبط ارتباطًا بعيدًا فقط. قد يظل البلازميد المنقول متميزًا ومنفصلًا عن الكروموسوم البكتيري أو يصبح جزءًا منه. كان نقل البلازميد مهمًا في صعود مقاومة المضادات الحيوية. غالبًا ما توجد الجينات التي تمنح مقاومة للمضادات الحيوية على البلازميدات ويبدو أنها انتقلت من نوع بكتيري أو من فصيلة إلى أخرى.
الاختلافات الأخرى
بشكل عام ، عادةً ما يكون لكروموسومات البكتيريا كثافة ترميز أعلى. هذا يعني أن نسبة أكبر من الكروموسوم نشطة وتوفر تعليمات لإنتاج البروتين. قد تحمل بعض البلازميدات عددًا قليلًا من الجينات ، مما يعني أنها أصغر بكثير من الكروموسوم ولها عدد محدود جدًا من الوظائف.
تحمل الكروموسومات بشكل عام الجينات الأساسية ، التي تشارك في عملية التمثيل الغذائي التي تعتبر ضرورية لبقاء ونمو البكتيريا. من ناحية أخرى ، تحمل البلازميدات "إضافات" وظيفية مفيدة. وتشمل هذه الفوائد الوظيفية مقاومة المضادات الحيوية وإزالة السموم من المواد الضارة أو في حالة البكتيريا التي تسبب المرض ، والقدرة على غزو المضيف.
الدلالة
أصبحت البلازميدات أدوات مهمة للغاية في التكنولوجيا الحيوية الحديثة. يستخدم علماء البيولوجيا الجزيئية في الغالب البلازميدات لإدخال الجينات في البكتيريا. أولاً ، يستخدمون الإنزيمات لتحويل البلازميد على شكل حلقة إلى شكل خطي. بعد ذلك ، يقومون بلصق الجينات المرغوبة في البلازميد واستخدام الأنزيمات الأخرى لاستعادة شكل حلقة البلازميدات. أخيرًا ، يحضنون البكتيريا في ظروف تجبر البكتيريا على دمج بعض البلازميدات. تعد تقنيات الهندسة الوراثية مفيدة للغاية لإنتاج بروتينات مهمة مثل الأنسولين وهرمون النمو البشري ، والتي تستخدم في الطب الحديث.