Come altri organismi, i batteri usano il DNA a doppio filamento come materiale genetico. Tuttavia, i batteri organizzano il loro DNA in modo diverso rispetto agli organismi più complessi.
DNA batterico – un cromosoma circolare più plasmidi
Il DNA della maggior parte dei batteri è contenuto in una singola molecola circolare, chiamata cromosoma batterico., Il cromosoma, insieme a diverse proteine e molecole di RNA, forma una struttura di forma irregolare chiamata nucleoide. Questo si trova nel citoplasma della cellula batterica.
Oltre al cromosoma, i batteri contengono spesso plasmidi – piccole molecole circolari di DNA. I batteri possono raccogliere nuovi plasmidi da altre cellule batteriche (durante la coniugazione) o dall’ambiente. Possono anche facilmente perderli – per esempio, quando un batterio si divide in due, una delle cellule figlie potrebbe perdere un plasmide.,
Ogni plasmide ha la sua ‘origine di replicazione’ – un tratto di DNA che assicura che venga replicato (copiato) dal batterio ospite. Per questo motivo, i plasmidi possono copiarsi indipendentemente dal cromosoma batterico, quindi ci possono essere molte copie di un plasmide – anche centinaia – all’interno di una cellula batterica.
I plasmidi aiutano i batteri a sopravvivere allo stress
I plasmidi contengono solo pochi geni, ma fanno una grande differenza per il loro batterio ospite., I geni di solito non sono essenziali per la sopravvivenza quotidiana del batterio-invece, aiutano il batterio a superare situazioni stressanti occasionali. Ad esempio, molti plasmidi contengono geni che, quando espressi, rendono il batterio ospite resistente a un antibiotico (quindi non morirà quando trattato con quell’antibiotico). Altri plasmidi contengono geni che aiutano l’ospite a digerire sostanze insolite o ad uccidere altri tipi di batteri.,
I plasmidi si rendono indispensabili
Mantenere un plasmide è un duro lavoro per una cellula batterica, perché replicare il DNA (incluso il DNA plasmidico) consuma energia. Tuttavia, proteggendo il suo ospite batterico dalla morte correlata allo stress, un plasmide massimizza le sue possibilità di essere tenuto in giro. In condizioni di stress, i batteri con il plasmide vivranno più a lungo e avranno più opportunità di trasmettere il plasmide alle cellule figlie o ad altri batteri. I batteri senza il plasmide hanno meno probabilità di sopravvivere e riprodursi.,
Alcuni plasmidi prendono misure estreme per garantire che siano trattenuti all’interno dei batteri. Ad esempio, alcuni portano un gene che produce un veleno di lunga durata e un secondo gene che produce un antidoto di breve durata. Questi plasmidi stanno effettivamente tenendo in ostaggio la loro cellula batterica ospite – se vengono mai persi dalla cellula, non saranno in grado di fornire l’antidoto e la cellula morirà.
Plasmidi nel DNA biotech – consegna
I plasmidi sono stati la chiave per lo sviluppo della biotecnologia molecolare., Agiscono come veicoli di consegna, o vettori, per introdurre DNA estraneo nei batteri. L’utilizzo di plasmidi per la consegna del DNA è iniziato negli 1970 quando il DNA di altri organismi è stato prima “tagliato e incollato” in siti specifici all’interno del DNA plasmidico. I plasmidi modificati sono stati poi reintrodotti nei batteri.
Perché i plasmidi sono eccellenti vettori di consegna del DNA
Decenni dopo il loro primo utilizzo, i plasmidi sono ancora strumenti di laboratorio cruciali nella biotecnologia:
- Gli scienziati possono costringere i batteri a tenerli., Praticamente tutti i plasmidi che vengono utilizzati per fornire il DNA contengono geni per la resistenza agli antibiotici. Una volta che i batteri sono stati trattati con un plasmide, gli scienziati li coltivano in presenza di antibiotici. Solo quelle cellule che contengono il plasmide sopravviveranno, cresceranno e si riprodurranno. Gli altri saranno uccisi dall’antibiotico.
- Vengono copiati in modo indipendente. I plasmidi possono essere copiati numerose volte, indipendentemente dal fatto che l’ospite batterico stia replicando il proprio DNA, e ogni volta che un vettore plasmidico viene replicato, lo è anche il DNA introdotto che contiene.
- Sono circolari., Il DNA circolare è adatto per incorporare sequenze di DNA extra. Questo perché può essere tagliato aperto senza cadere a pezzi, quindi scattare di nuovo insieme una volta che il nuovo DNA è stato incorporato.
Per saperne di più su come aggiungere DNA estraneo ai batteri.
