В клетках ряда бактерий кроме ДНК,
входящей в состав бактериальных хромосом, были
обнаружены плазмиды — внехромосомные
кольцевые двухцепочечные молекулы ДНК. По
размеру плазмиды меньше бактериальных
хромосом и содержат от 8 до 200 тыс. нуклеотид-
ных пар. В одной клетке может находиться
от 1—2 до нескольких десятков плазмид. Это
число постоянно. Плазмиды реплицируются
(размножаются) независимо от
бактериальной хромосомы. Но некоторые плазмиды, так
называемые эписомы, могут встраиваться в
хромосому и реплицироваться вместе с ней.
Транскрипция и трансляция генетического
материала плазмид идут с помощью клеточных
механизмов, т. е. так же, как у вирусов.
Плазмиды передаются при делении дочерним
клеткам, а также могут попадать в бактерии при
клеточных контактах.
Плазмиды несут от 2—3 до 90 генов,
которые придают клеткам характерные свойства,
например: способность передавать
хромосомную ДНК от одной бактерии к другой,
вырабатывать белки-ялы, губительные для других
бактерий. Серьезной проблемой медицины во
всем мире стала борьба с патогенными
микроорганизмами, устойчивыми к антибиотикам.
Распространение таких бактерий может
привести к эпидемиям, которые невозможно
ликвидировать. Устойчивость к антибиотикам
связана с тем, что клетки несут R-плазмиды (от
латинского слова resistere — сопротивляться),
определяющие синтез инактивирующих
антибиотики ферментов.
Одной из интереснейших тем современной
молекулярной биологии, генетики и эволюции
стало изучение плазмид почвенных бактерий—
агробактериума. Эти плазмиды попадают в
клетки растения от бактерии при
повреждении растительных тканей. Попав в клетку,
бактериальная плазмида встраивается в
хромосому растения и «заставляет» растение
синтезировать и выделять в почву необычные
аминокислоты, которые усваиваются только
клетками агробактериума. Это единственный
пока пример обмена генетическим материалом
между прокариотами и эукариотами.
Ученые разработали методы выделения и
введения плазмид в бактериальные клетки.
Можно, используя специальные ферменты,
разрезать плазмиды, встраивать в них новые гены
и сшивать молекулы. Такие плазмиды служат
для переноса генетической информации (т. е.
являются векторами), в генной инженерии.