コンテンツ
バクテリアと他の種類の細胞との間には多くの興味深い違いがあります。これらの中には、細菌中のプラスミドの存在があります。これらの小さなゴムバンドのようなDNAループは、細菌の染色体とは別のものです。知られている限りでは、プラスミドは細菌にのみ存在し、他の生命体には存在しません。そして、それらは現代のバイオテクノロジーにおいて重要な役割を果たしています。
細菌の染色体
例外はありますが、ほとんどの細菌には単一の環状染色体があります。細菌の遺伝物質のほとんどはこの染色体に含まれており、細胞が分裂したときにのみ複製またはコピーされます。ただし、細菌には1つ以上のプラスミドが含まれている場合もあります。一部のプラスミドは、細胞が分裂したときにのみ複製され、他のプラスミドは他のときにコピーされます。特にプラスミドが細胞分裂とは無関係に複製する場合、細胞内に同じプラスミドのコピーが複数存在する場合があります。 DNAの複製にはエネルギーが必要なため、細胞が分裂すると、プラスミドの数が多くなるほどエネルギーが消費されます。ただし、これらのプラスミドが抗生物質耐性などの利点を付与する場合、それらが提供する利点の点でこの負担を補う以上の可能性があります。
染色体とプラスミドのDNAの最も重要な違いは、遺伝物質が複製される場所と、それがどれだけ可動性があるかにあります。プラスミド上の遺伝子は、染色体DNAよりもはるかに簡単に細菌間を移動できます。
共役
細菌におけるプラスミドと染色体DNAのもう1つの興味深い違いは、コンジュゲーションと呼ばれるプロセスです。このプロセスは、細菌間、時には遠く離れた関係にある細菌の異なる種間でプラスミドを転送します。移入されたプラスミドは、細菌染色体とは別個のままであるか、その一部になる可能性があります。抗生物質耐性の上昇には、プラスミドの導入が重要です。抗生物質耐性を付与する遺伝子はしばしばプラスミド上に見られ、ある細菌種または集団から別の細菌種または集団に移されたようです。
その他の違い
一般に、細菌の染色体は通常、より高いコーディング密度を持っています。これは、染色体の大部分がアクティブであることを意味し、タンパク質生産の指示を提供します。一部のプラスミドは少数の遺伝子しか持たない場合があります。つまり、それらは染色体よりもはるかに小さく、機能が非常に限られています。
染色体は一般に、細菌の生存と成長に不可欠な代謝に関与するコア遺伝子を運びます。一方、プラスミドは有用な機能的「エクストラ」を持つ傾向があります。これらの機能的利点には、抗生物質耐性、有害物質の解毒、または病気を引き起こす細菌の場合には、宿主に侵入する能力が含まれます。
意義
プラスミドは、現代のバイオテクノロジーにおいて非常に重要なツールとなっています。分子生物学者は、プラスミドを使用して遺伝子を細菌に導入することがよくあります。第一に、彼らは酵素を使用してループ型プラスミドを線形に変換します。次に、目的の遺伝子をプラスミドにスプライスし、他の酵素を使用してプラスミドのリング状の形状を復元します。最後に、バクテリアにプラスミドの一部を強制的に組み込む条件下でバクテリアをインキュベートします。これらの遺伝子工学的手法は、現代医学で使用されるインスリンやヒト成長ホルモンなどの重要なタンパク質を生産するのに非常に役立ちます。