プラスミドDNAと染色体DNAの主な違いは、プラスミドDNAには生物の生存に役立たない付加的な遺伝子しか含まれていないのに対し、染色体DNAには生物の成長、発達、生殖に必要なすべての情報が含まれていることである。
プラスミドDNAと染色体DNAは、主に生体の細胞内に存在する2種類のDNAです。
どちらも遺伝子をコードしています。
なお、プラスミドDNAは染色体外DNAの一種であり、ゲノムDNAの一種ではありません。
実際には、染色体DNAのみがゲノムDNAとみなされます。
プラスミドDNAとは
プラスミドDNAは、ゲノムDNAから分離したDNAの一種である。
したがって、染色体外DNAの一種である。
原核細胞内に自然に存在し、常に円形です。
また、プラスミドDNAは染色体に比べて小さな分子です。
特定の細胞は、特定の種類のプラスミドを可変の数だけ含んでいることがあります。
一般に、プラスミドDNAは複製起点を含むため、自己複製可能なDNAである。
したがって、プラスミドはゲノムDNAとは独立して複製することができる。
図1: プラスミドDNA
プラスミドDNAは、細胞の一般的な機能には必要のない遺伝子をいくつかコードしている。
これらの遺伝子は、抗生物質耐性、金属耐性、窒素固定、毒素産生などをコードしている。
つまり、細胞は特定の条件下で生き残るために、これらの遺伝子産物を必要とするだけなのである。
原核細胞も真核細胞も、プラスミドDNAを自然に、あるいは人工的に誘導された条件下で取り込む。
したがって、組換えプラスミドを宿主生物に形質転換することで、遺伝子工学と呼ばれるプロセスで生物に新しい遺伝子を導入することができる。
染色体DNAとは
染色体DNAとは、ゲノムのDNAのことです。
真核生物も原核生物もゲノムは染色体で構成されている。
原核生物のゲノムは、1本の円形の染色体しか持っていません。
一方、真核生物のゲノムには複数の染色体があり、それらは直線状です。
各染色体には複製起点があり、真核生物の染色体はサイズが大きいため、複数の複製起点を含んでいます。
染色体DNAは常に二本鎖です。
図2: 染色体DNA
ゲノムに含まれる特定の種類の染色体の数は、生物種の種類によって異なります。
しかし、地球上のほとんどのゲノムは2倍体であり、ある種の染色体のコピーが2つ含まれています。
染色体DNAは特定の生物のゲノムを表すため、染色体DNAの遺伝子に含まれる情報は、その生物の成長、発達、生殖に必要である。
プラスミドDNAと染色体DNAの類似点
- プラスミドDNAと染色体DNAは、細胞内に存在する2種類のDNAのことです。
- 一般的に、どちらも2本鎖です。
- また、原核生物では、どちらも円形です。
- また、原核生物では円環状であり、遺伝子をコードしています。
- また、どちらも複製起点が存在します。
プラスミドDNAと染色体DNAの違い
定義
プラスミドDNAは、細胞の染色体DNAとは異なる小さな円形の二本鎖DNA分子を指し、染色体DNAは、すべての細胞性生命の遺伝情報を運ぶ分子を指す。
このように、プラスミドDNAと染色体DNAの根本的な違いは、ここにある。
ゲノムDNA
染色体DNAがゲノムDNAの一種であるのに対し、プラスミドDNAは染色体外DNAの一種であり、ゲノムDNAとはみなされない。
この点が、プラスミドDNAと染色体DNAの大きな違いです。
発生状況
プラスミドDNAと染色体DNAのもう一つの違いは、プラスミドDNAは原核生物にのみ自然に存在し、染色体DNAは真核生物と原核生物の両方の細胞に存在することである。
サイズ
さらに、プラスミドDNAと染色体DNAのもう一つの違いとして、サイズがあります。
プラスミドDNAのサイズは1-200kbpであるのに対し、染色体DNAはプラスミドDNAよりも大きいのが一般的です。
リニア/サーキュラー
また、原核生物の染色体DNAは線状、真核生物の染色体DNAは円状であるのに対して、プラスミドDNAは円状です。
番号
また、プラスミドDNAの種類は細胞あたり1～1000個、染色体の種類は細胞あたりのコピー数が種によって異なる。
ヒストン
さらに、ヒストンとの関連性から、プラスミドDNAと染色体DNAの違いを確認することができます。
すなわち、真核生物の染色体DNAがヒストン蛋白質を用いてパッキングするのに対し、プラスミドDNAはヒストン蛋白質と結合していない。
遺伝子の種類
また、染色体DNA中の遺伝子がコードする情報が生物の成長、発達、生殖に必要であるのに対し、プラスミドDNA中の遺伝子は細胞の一般的な機能には必要ないものである。
レプリケーション
プラスミドDNAと染色体DNAのもう一つの違いは、複製です。
プラスミドDNAはゲノムから独立して複製されるのに対し、染色体DNAはゲノムと一緒に複製される。
エクソンとイントロン
真核生物の染色体DNAにはエクソンとイントロンが存在するが、原核生物ではオープンリーディングフレームしか存在しないのに対し、プラスミドDNAにはエクソンもイントロンも存在しない。
したがって、この点もプラスミドDNAと染色体DNAの違いです。
転送
また、プラスミドDNAは水平方向の遺伝子転移が可能であるが、染色体DNAは細胞分裂によってのみ転移が可能である。
重要性
また、プラスミドDNAは組換えDNA技術において、染色体DNAは遺伝情報の研究において重要な役割を担っています。
結論
プラスミドDNAは染色体外DNAの一種であり、ゲノムDNAの一種ではありません。
原核生物の細胞内に自然に存在する。
しかも、小さな円形の二本鎖DNA分子であり、その中の遺伝子は細胞の一般的な機能には必要ないものである。
これに対し、染色体DNAは円形または直鎖状のDNAの一種で、ゲノムに属するものである。
したがって、染色体DNAの遺伝子に含まれる情報は、生物の成長、発達、生殖に必要なものである。
このように、プラスミドDNAと染色体DNAの主な違いは、その構造と細胞内での役割にあります。
