Põhiline erinevus genoomse ja plasmiidse DNA vahel on see, et genoomne DNA on organismide, sealhulgas bakterite, ellujäämiseks hädavajalik, samas kui plasmiidne DNA ei ole bakterite ellujäämiseks hädavajalik.
Igal elusorganismil on geneetiline materjal, mis kontrollib selle üldist toimimist. Geneetiline materjal eksisteerib peamiselt kromosomaalse DNA-na. Eukarüootides on genoomne DNA tuuma sees, prokarüootides aga genoomne DNA tsütoplasmas. Peale kromosomaalse DNA või genoomse DNA on mõnel organismil, sealhulgas bakteritel, arheel ja pärmil, kromosoomiväline DNA, mida tuntakse plasmiidse DNA nime all. Plasmiidne DNA ei ole nende organismide igapäevaseks toimimiseks hädavajalik. Kuid need pakuvad neile organismidele täiendavaid eeliseid, kuna need sisaldavad mitmeid olulisi geene. Samuti on oluline märkida, et need geenid ei ole nii olulised kui genoomses DNA-s esinevad geenid. Niisiis, see artikkel püüab arutada erinevust genoomse ja plasmiidse DNA vahel.
Mis on genoomne DNA?
Genoomne DNA esindab organismi geneetilist materjali. Enamikus elusorganismides eksisteerib genoomne DNA kromosomaalse DNA-na. Prokarüootidel on tsütoplasmas genoomne DNA, samas kui eukarüootide tuumas on genoomne DNA. Kromosomaalne või genoomne DNA võib olla ühe- või kaheahelaline ning lineaarne või ringikujuline. Eukarüootidel on mitu kromosoomi, samas kui prokarüootidel, eriti bakteritel ja arheel, on üks kromosoom. Genoomne DNA sisaldab üldist geneetilist teavet, mis on organismide ellujäämiseks ja heaoluks ülioluline. Veelgi enam, genoomne DNA on organismi pärilikkusmaterjal. Järglased saavad geneetilise materjali oma vanematelt. Seega edastatakse geneetiline teave põlvest põlve kromosomaalse DNA replikatsiooni kaudu. See dubleerub rakkude jagunemise ajal. Lisaks sisaldab kromosomaalne DNA nii kodeerivaid kui ka mittekodeerivaid järjestusi ning need DNAd on eukarüootides tihed alt täis histooni valke.
Joonis 01: Genoomne DNA
Genoomne DNA kodeerib valke, mis vastutavad struktuursete ja funktsionaalsete valkude eest. Pealegi on genoomne DNA kromosoomidena nähtav ainult rakkude jagunemise profaasis; vastasel juhul kuvatakse see stringide kogumina, mida nimetatakse kromatiiniks.
Kui organismi keerukus on suurem, võib genoomist leida rohkem DNA-d. Inimesel on kolm miljardit aluspaari ja 23 paari kromosoome. Teisest küljest on väikestel bakteritel, eriti Escherichia colil, 4,3 miljonit aluspaari.
Mis on plasmiidne DNA?
Plasmiidne DNA on teatud tüüpi kromosomaalne DNA, mis esineb bakterites, arhees ja pärmis. See on kaheahelaline, ringikujuline ja suletud ahelaga. Prokarüootsetel rakkudel on lisaks genoomsele DNA-le ka plasmiide. Plasmiidse DNA elementidel on samuti vähe geene. Kuid need geenid ei ole bakterite toimimiseks hädavajalikud. Need geenid pakuvad aga rakule täiendavat ellujäämist. Ühel bakterirakul on mitu plasmiidi koopiat.
Joonis 02: Plasmiidne DNA
Baktereid esineb ka ekstreemsetes tingimustes, seega vajavad nad kaitsemehhanisme. Plasmiidides esinevad geenid vastutavad antibiootikumiresistentsuse ja mõnede substraatide, näiteks β-galaktosidaasi metabolismi eest.
Plasmiidid aitavad kaasa geenide horisontaalsele vahetusele bakterite vahel. Kuid see ei ole rakkude jagunemise samm. Mõnda plasmiide saab vahetada kahe erineva liigi vahel. See aitab levitada olulist ellujäämise tunnust, näiteks antibiootikumiresistentset geeni, kogu bakteripopulatsioonis.
Millised on genoomse ja plasmiidse DNA sarnasused?
- Genoomne ja plasmiidne DNA on kahte tüüpi DNAd, mis esinevad elusorganismides.
- Need sisaldavad geene.
- Mõlemat tüüpi DNA-d esinevad bakterites ja arhees.
- Samuti on mõlema ehitusplokid desoksüribonukleotiidid.
- Pealegi on mõlemad kaheahelalised.
Mis vahe on genoomsel ja plasmiidsel DNA-l?
Genoomne DNA ja plasmiidne DNA on elusorganismides kahte tüüpi DNAd. Genoomne DNA on elusorganismide kromosomaalne DNA, mis sisaldab geneetilist teavet. Teisest küljest on plasmiidne DNA ekstrakromosomaalne DNA, mis esineb bakterites, arhees ja mõnedes eukarüootides. Seega on peamine erinevus genoomse ja plasmiidse DNA vahel see, et genoomne DNA on organismide ellujäämiseks hädavajalik, samas kui plasmiidne DNA pole organismide ellujäämiseks hädavajalik. Veel üks erinevus genoomse ja plasmiidse DNA vahel on ka nende suurused. Genoomne DNA on mitu korda suurem kui plasmiidne DNA.
Lisaks sisaldab genoomne DNA elutähtsaid geene, mis toodavad kõiki struktuurseid ja funktsionaalseid valke. Kuid plasmiidne DNA sisaldab geene, mis pakuvad organismidele täiendavaid eeliseid. Seega on see ka erinevus genoomse ja plasmiidse DNA vahel.
Allpool olev infograafik annab rohkem teavet genoomse ja plasmiidse DNA erinevuste kohta.
Kokkuvõte – genoomne vs plasmiidne DNA
Bakterid koosnevad kahte tüüpi DNA-st kui kromosomaalsest DNA-st ja kromosomaalsest DNA-st, mida nimetatakse plasmiidseks DNA-ks. Mõlemad tüübid on ringikujuline kaheahelaline DNA. Genoomse ja plasmiidse DNA erinevuse kokkuvõtteks peetakse kromosomaalset DNA-d bakterite genoomseks DNA-ks. See sisaldab kõiki nende ellujäämiseks vajalikke geene ja sisaldab kogu nende heaoluks vajalikku geneetilist teavet. Seevastu plasmiidne DNA sisaldab geene, mis annavad bakteritele täiendavaid eeliseid, nagu antibiootikumiresistentsus, herbitsiidiresistentsus jne. Seega on genoomne DNA oluline organismide pärilikkuse seisukoh alt, samas kui plasmiidne DNA on oluline ellujäämise jaoks täiendava kasu pakkumiseks.
