Адаптивные бактерии

В животном мире организмы рождаются с общим количеством ДНК в течение жизни. В бактериальном мире клетки могут добавлять в свой геном, приобретая плазмиды.

К примеру, у вас светлые волосы и вы просыпаетесь однажды утром, и вам не нравится ваш цвет. Вместо того, чтобы покупать краску для волос, вы находите человека с нужным вам цветом и отсекаете маленький круг ДНК этого человека, вставляете его в свои клетки и начинаете экспрессировать новые гены для волос.

Довольные своими новыми каштановыми волосами, вы решили позавтракать - за исключением того, что в ресторане подают только овсянку, и у вас смертельная аллергия на овсянку. Но у ваших соседей нет проблем вообще. Как и раньше, вы берете еще один маленький круг ДНК и проблема решена. Вы тоже теперь невосприимчивы к токсическому воздействию овсянки.

Те маленькие кружочки ДНК называются плазмидами. В частности, плазмиды являются несущественными, внехромосомными частями ДНК. Плазмида представляет собой короткий, обычно кольцевой, двухцепочечный сегмент ДНК, который находится в цитоплазме отдельно от основной бактериальной хромосомы. Плазмиды обычно содержат от 5 до 100 генов, которые не требуются для выживания бактерий. Гены для нормального роста, обмена веществ и клеточной структуры расположены на основной бактериальной хромосоме. Пока бактерия процветает в среде с низким уровнем стресса, удаление всех плазмид не будет влиять на способность бактерии выживать.

Если бактерии способны выжить без плазмид, для какой цели они служат? На самом деле, возможности безграничны. Пока гены, для которых кодируется плазмида, не влияют на выживание клетки или способность плазмиды копировать себя, любой ген является возможным геном на основе плазмиды. Плазмиды обладают способностью копировать себя. Как правило, бактерии размножаются бинарным делением. Одна бактериальная клетка, называемая материнской клеткой, копирует хромосому, затем клетка делится пополам, давая каждой половине клетки копию хромосомы. Две новые идентичные дочерние клетки являются по существу клонами материнской клетки.

Плазмиды несут гены, которые управляют собственной репликацией, и дополнительные факторы, которые гарантируют, что копии будут разделены на новые дочерние клетки. Это гарантирует, что плазмиды не будут потеряны из клеток во время бинарного деления.