2) участки хромосом, содержащие полноразмерные гены
3) продукты полимеразной цепной реакции
4) циркулярные автономно реплицируемые генетические структуры клеток (+)
Плазмиды представляют собой внехромосомные генетические элементы, обычно состоящие из двуцепочечной циркулярной ДНК и способные к самостоятельной репликации благодаря наличию собственного участка инициации репликации. Они наиболее характерны для бактерий, хотя плазмидоподобные структуры встречаются и у некоторых других организмов. Автономность репликации отличает плазмиды от обычных участков хромосомы, которые копируются только в составе основной молекулы ДНК клетки.
Плазмиды, как правило, не содержат генов, абсолютно необходимых для базовой жизнедеятельности клетки, однако могут обеспечивать выраженные селективные преимущества. На них часто локализуются гены устойчивости к антибиотикам, факторы вирулентности, ферменты метаболизма необычных субстратов, а также системы конъюгации. Некоторые плазмиды способны передаваться между бактериальными клетками посредством горизонтального переноса генов, что имеет большое значение для распространения антимикробной резистентности.
От плазмид необходимо отличать транспозоны и другие мобильные генетические элементы. Транспозоны представляют собой последовательности ДНК, способные перемещаться внутри генома или между молекулами ДНК, но обычно не обладают собственной полноценной системой автономной репликации. Продукт ПЦР, напротив, является искусственно полученным ампликоном определённого участка нуклеиновой кислоты и не относится к естественным автономным генетическим структурам клетки.
| Генетическая структура | Основная характеристика | Автономная репликация | Дифференциальный признак |
|---|---|---|---|
| Плазмида | Внехромосомная, чаще циркулярная двуцепочечная ДНК | Да | Имеет собственный участок инициации репликации |
| Бактериальная хромосома | Основной генетический материал клетки | Реплицируется как единая хромосомная молекула | Содержит большинство жизненно необходимых генов |
| Транспозон | Мобильный участок ДНК | Обычно нет | Перемещается между участками генома или молекулами ДНК |
| Инсерционная последовательность | Простой мобильный генетический элемент | Нет | Содержит преимущественно гены, обеспечивающие транспозицию |
| Бактериофаговый геном | Генетический материал вируса бактерий | Зависит от жизненного цикла фага | Связан с инфекционным вирусным процессом |
| ПЦР-ампликон | Копия выбранного фрагмента ДНК, полученная in vitro | Нет | Формируется искусственно в ходе полимеразной цепной реакции |
В лабораторной генетике плазмиды широко используются как векторы для клонирования и экспрессии генов. В их состав искусственно включают селективные маркеры, сайты рестрикции и регуляторные последовательности, позволяющие поддерживать и исследовать заданный фрагмент ДНК. Число копий плазмиды в клетке зависит от особенностей её репликона и может варьировать от единичных до десятков и сотен копий. Таким образом, ключевыми признаками плазмиды являются внехромосомное существование и способность поддерживаться в клетке за счёт собственной системы инициации репликации.