プラスミドとエピソームの違いとは?分かりやすく解説!

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プラスミドとエピソームの主な違いは、プラスミドがゲノムに統合しないのに対し、エピソームはゲノムに統合することができる点です。

また、プラスミドは主に原核生物に存在するのに対し、真核生物ではエピソームがプラスミドと同じような振る舞いをする。

プラスミドとエピソームは、ゲノムから独立して存在する2種類のDNA要素です。

一般に、両者とも自律的な複製を行うことができる。

主な対象分野

  1. プラスミドとは
         – 定義、構造、重要性
  2. エピソームとは
         – 定義、構造、重要性
  3. プラスミドとエピソームの類似点とは?
         – 共通点の概要
  4. プラスミドとエピソームの違いとは? 
         – 主な違いの比較
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プラスミドとは

プラスミドは、主に原核生物に存在する染色体外遺伝要素です。

また、ゲノムとは独立して複製することができる。

一般に、プラスミドは小さな円形の二本鎖DNA分子です。

さらに、細菌の生存に必要な遺伝子は含まれていない

しかし、宿主の選択に重要ないくつかの遺伝子は含んでいる。

その大きさは1-200kbpと様々です。

さらに、同一のプラスミドの数は1-1000個に及ぶ。

つまり、同じ細胞内に異なる種類のプラスミドが発生する可能性がある

一方、プラスミドは自律的に複製されるため、レプリコンと呼ばれる。

複製起点があるため、1つの複製ユニットとして機能する。

図1:プラスミド

さらに、プラスミドは結合能力によって2種類に分類される。

一般に共役型プラスミドは、転移遺伝子やtra遺伝子のセットを持ち、性的に共役を促進する。

一方、非共役プラスミドは、共役を開始することができない。

さらに、プラスミドは機能によって5種類に分類される。


結合が可能なFプラスミド、抗生物質耐性遺伝子を含むRプラスミド、バクテリオシンや他の細菌を殺すタンパク質の遺伝子を含むColプラスミド、異常物質の消化を可能にする変性プラスミド、細菌を病原体に変える病原性プラスミドなどである

エピソームとは

エピソームとは、原核生物のプラスミドと同様に、染色体外に存在する非本質的な遺伝子要素である統合型プラスミドのことである

一般に、原核生物においてゲノムに組み込まれるプラスミドもエピソームと呼ばれる。

しかし、ゲノムに組み込まれることで、エピソームのDNAは数世代にわたって安定に維持される。

例えば、ヘルペスウイルス、アデノウイルス、ポリオーマウイルスなどのウイルスに含まれるDNAがエピソームとして機能する。

Plasmid vs Episome:図2 プラスミドとエピソームの比較

さらに、プラスミドの不和合性グループであるFファクターもエピソームの一例です。

一般に、3つの状態で存在する。

ここでは、自律的な染色体外の状態を持つ細胞をF+細胞と呼ぶ。

また、F因子がゲノムに組み込まれた細胞をHfr細胞という。

一方、F素子の状態では、F因子は染色体外に存在するが、染色体DNAの一部が付着している状態です。

さらにエピソームは、約62kbpという大きなサイズであることから、他の染色体外因子と区別することができる。

また、エピソームは細胞質内で自律的に複製することができる。

一方、真核生物では、エピソームは非統合的な染色体外遺伝要素を指す。

プラスミドとエピソームの類似点

  • プラスミドとエピソームは染色体外に存在するDNA要素です。
  • どちらも細胞質内に存在することができる。
  • プラスミドとエピソームは、細胞質内に存在することができる。
  • また、原核生物、真核生物のいずれにも存在することができるアクセサリーDNA要素です。
  • どちらも円形の二本鎖DNAです。
  • どちらも遺伝子を含む。

プラスミドとエピソームの違い

定義

プラスミドとは、染色体とは無関係に複製できる細胞内の遺伝的構造を指し、原核生物の細胞質内にある小さな円形のDNA鎖が典型です。

一方、エピソームとは、特に染色体と結びついて複製でき、それが統合された遺伝的要素を指す。

これがプラスミドとエピソームの主な違いです。

Introduced By

プラスミドは1952年にJoshua Lederbergによって、エピソームは1958年にFrançois JacobとÉlie Wollmanによって初めて紹介された。

発生状況

プラスミドが主に原核生物に存在するのに対し、エピソームは原核生物と真核生物の双方に存在する。

サイズ

プラスミドとエピソームのもう一つの違いは、プラスミドは一般的に小さく、エピソームは大きいということです。

レプリケーション

プラスミドは自律的に複製されるが、エピソームは自律的または染色体に結合して複製される。

重要性

さらに、プラスミドは遺伝子操作の要素として利用され、溶菌性バクテリオファージの中にはエピソームとしてゲノムに統合し、プロファージとして存続するDNAもあります。

結論

基本的にプラスミドは、主に原核細胞内に存在する染色体外遺伝要素です。

一般に、宿主細胞の選択的利益を得るための遺伝子を含んでいる。

また、細胞質内で自律的に複製される。

一方、エピソームは、主に真核生物に存在する染色体外遺伝要素で、原核生物ではプラスミドと同じような働きをします。

しかし、エピソームの最大の特徴は、複製を行うためにゲノムに組み込まれることと、細胞外に完全に排除されることが可能であることである

従って、プラスミドとエピソームの主な違いは、ゲノムに組み込む能力とその発生にある。

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