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Ci sono molte differenze interessanti tra batteri e altri tipi di cellule. Tra questi c'è la presenza di plasmidi nei batteri. Questi piccoli anelli di DNA simili a elastici sono separati dai cromosomi batterici. Per quanto è noto, i plasmidi si trovano solo nei batteri e non in altre forme di vita. E svolgono un ruolo importante nella moderna biotecnologia.
Cromosomi batterici
Sebbene ci siano eccezioni, la maggior parte dei batteri ha un singolo cromosoma circolare. La maggior parte del materiale genetico di un batterio è contenuta in questo cromosoma, che viene replicato o copiato solo quando la cellula si divide. Tuttavia, il batterio potrebbe anche avere uno o più plasmidi. Alcuni plasmidi si replicano solo quando la cellula si divide, mentre altri vengono copiati altre volte. In una cellula può esserci più di una copia dello stesso plasmide, specialmente se il plasmide si replica indipendentemente dalla divisione cellulare. Poiché la replicazione del DNA richiede energia, un numero maggiore di plasmidi consumerà più energia quando la cellula si divide. Se questi plasmidi conferiscono un vantaggio come la resistenza agli antibiotici, tuttavia, potrebbero più che compensare questo onere in termini di vantaggi che offrono.
Le differenze più importanti tra il DNA nei cromosomi e i plasmidi risiedono nel punto in cui il materiale genetico viene replicato e nella sua mobilità. I geni su un plasmide possono essere trasferiti tra i batteri molto più facilmente del DNA cromosomico.
Coniugazione
Un'altra differenza interessante tra il plasmide e il DNA cromosomico nei batteri è un processo chiamato coniugazione. Questo processo trasferisce i plasmidi tra batteri, a volte tra diverse specie di batteri che sono solo lontanamente correlati. Il plasmide trasferito potrebbe rimanere distinto e separato dal cromosoma batterico o diventare parte di esso. Il trasferimento di plasmidi è stato importante nell'aumento della resistenza agli antibiotici. I geni che conferiscono resistenza agli antibiotici si trovano spesso sui plasmidi e sembrano essere stati trasferiti da una specie batterica o popolazione ad un'altra.
Altre differenze
In generale, i cromosomi batterici hanno in genere una densità di codifica più elevata. Ciò significa che una parte maggiore del cromosoma è attiva e fornisce istruzioni per la produzione di proteine. Alcuni plasmidi potrebbero trasportare solo pochi geni, il che significa che sono molto più piccoli del cromosoma e hanno solo un numero molto limitato di funzioni.
I cromosomi generalmente trasportano geni core, che sono coinvolti nel metabolismo che è essenziale per la sopravvivenza e la crescita dei batteri. I plasmidi, d'altra parte, tendono ad avere utili "extra" funzionali. Questi benefici funzionali comprendono la resistenza agli antibiotici, la disintossicazione da sostanze nocive o, nel caso di batteri che causano malattie, la capacità di invadere un ospite.
Significato
I plasmidi sono diventati strumenti estremamente importanti nella moderna biotecnologia. I biologi molecolari usano spesso i plasmidi per introdurre i geni nei batteri. In primo luogo, usano gli enzimi per trasformare il plasmide a forma di anello in una forma lineare. Quindi, uniscono i geni desiderati nel plasmide e usano altri enzimi per ripristinare la forma ad anello dei plasmidi. Infine, incubano i batteri in condizioni che costringono i batteri a incorporare alcuni dei plasmidi. Queste tecniche di ingegneria genetica sono molto utili per produrre proteine importanti come l'insulina e l'ormone della crescita umano, che sono utilizzate nella medicina moderna.