主な違い – プラスミドとトランスポゾンの違い
プラスミドとトランスポゾンは、それぞれゲノムと染色体間の遺伝物質の移動に関与する2種類の移動性遺伝要素です。
挿入配列（IS）やエピソームも移動性遺伝子の一種である。
プラスミドは染色体外に存在する自己複製可能なDNA分子であり、トランスポゾンはゲノム内の異なる位置を移動するDNA配列である。
プラスミドは通常、二本鎖の円形の分子です。
トランスポゾンは「ジャンピング遺伝子」と呼ばれ、突然変異を起こしたり、ゲノム内のDNA量を変化させたりすることがあります。
プラスミドとトランスポゾンの主な違いは、プラスミドがゲノム間で遺伝物質を移動させるのに対し、トランスポゾンは同じゲノム内の染色体間で遺伝物質を移動させることである。
プラスミドとは
プラスミドとは、染色体とは独立に複製される遺伝子の要素を指す。
プラスミドは二本鎖の円形のDNA分子で、バクテリア、古細菌、酵母、原生動物の細胞質内に存在する。
プラスミドの大きさは1〜1,000kbpと様々です。
異なる種類の細胞において、1〜数千の異なるタイプのプラスミドが同定され得る。
自然界におけるプラスミドの主な機能は、遺伝子水平移動（HGT）のメカニズムである抱合に関与することである。
HGTとは、生物間で遺伝物質が移動することを指す。
プラスミドは細菌にも存在するが、通常の環境下で細菌が生存するためには必要ない。
プラスミドには、抗生物質耐性、金属耐性、窒素固定、毒素生産に必要な情報が含まれている。
天然に存在するプラスミドは、コード変換などのin vitroの技術によって改変することができる。
プラスミドはベクターの一種であり、遺伝情報を第二の細胞に運ぶための乗り物として用いられる。
図1にプラスミドベクターの一例を示す。
図1: pBR322
プラスミドの特徴
- 細胞内で自己複製することができる
- 細胞から容易に単離することができる
- 1つ以上の制限酵素のためのユニークな制限部位を持っています。
- 外来DNAを挿入しても、その複製特性は変化しない。
- 新しい細胞に順次再導入することができ、形質転換体を選択することができる。
- 自然界には存在しない
プラスミドの分類
プラスミドは様々な方法で分類することができる。
プラスミドは、結合の仕組みによって、結合性プラスミドと非結合性プラスミドに分類される。
共役プラスミドは、性絨毛にコードされた一連の転移（tra）遺伝子からなり、細菌のコンジュゲーション（有性生殖）を促進する。
プラスミドは、性絨毛を介して、あるバクテリアから別のバクテリアへの形質転換が行われる。
非共役プラスミドは、共役プラスミドの力を借りて移される。
図2に、細菌のコンジュゲーションを示す。
図2: 共役化
また、プラスミドはその機能によって5つのクラスに分類される。
- F-プラスミド – Fプラスミドにはtraが含まれている。Fプラスミド – Fプラスミドにはtraが含まれているため、抱合時にセックスピリを発現させることができる。
- 抵抗性プラスミド – 抵抗性プラスミドは、抗生物質や毒物に対する抵抗性を与える遺伝子を含んでいる。プラスミドの性質が理解される以前は、R因子として知られていた。
- Colプラスミド – Colプラスミドは、バクテリオシン、他の細菌を殺すことができるタンパク質をコードする遺伝子を含んでいます。
- 分解プラスミド – トルエンやサリチル酸のような珍しい物質の消化を可能にする分解プラスミド。
- 病原性プラスミド-病原性プラスミドは、細菌を病原体に変える。
トランスポゾンとは
トランスポゾンとは、染色体、プラスミド、ファージなどの間で転座することができる染色体断片のことである。
トランスポゾンは、トランスポーザブル・エレメント（TE）とも呼ばれる。
トランスポゾンは、宿主のDNAに相補的な配列がない場合に起こる。
トランスポゾンはゲノムに変異を引き起こす。
トランスポーズ中にゲノムのサイズは増加または減少することができる。
トランスポゾンは遺伝子を含むことがあるため、ジャンピング遺伝子と呼ばれる。
トランスポゾンの分類
トランスポゾンは、レトロトランスポゾンとDNAトランスポゾンの2種類に分類される。
レトロトランスポゾンのライフサイクルを図3に示す。
：図3 レトロトランスポゾンのライフサイクル
レトロトランスポゾンは、RNAの中間体を介して、DNAのコピーを作り、それをDNAに逆転写するという「コピーアンドペースト」方式で転移する。
レトロトランスポゾンには、ロングターミナルリピート（LTR）とショートターミナルリピート（STR）という2種類のタイプがあります。
ほとんどのレトロトランスポゾンはLTRです。
LTRトランスポゾンはレトロウイルスと似たような構造と機能を持つ。
図4にLTRトランスポゾンを示す。
DNAトランスポゾンは、ゲノムのある位置から切り出し、別の位置に挿入する「カットアンドペースト」方式で転移する。
トランスポゾンは、ゲノムのある位置から切り出され、別の位置に挿入される。
トランスポザーゼは、DNAトランスポゾンに関与する酵素です。
図5に細菌のDNAトランスポゾンを示す。
DNAトランスポゾンは、2つの末端逆反復配列(TIR)に挟まれており、トランスポザーゼはこのTIRを認識し、切り離す。
挿入されると、標的部位のDNAが複製され、標的部位複製（TSD）が形成される。
図6に、DNAの転座のメカニズムを示す。
図6: DNAトランスポーズ
いずれのクラスのトランスポゾンにも、トランスポゾンの移動に必要なタンパク質をコードしていない非自律的な要素が存在する可能性がある。
したがって、これらのトランスポゾンは、その可動性を自律的なトランスポゾンに依存していると推定される。
例えば、MITE（miniature inverted-repeat transposable element）は、短い（80-500 bp）DNAトランスポゾン様要素です。
真核生物、特に植物種に主に存在する。
MITEはTIRを持ち、TSDに挟まれているが、トランスポザーゼをコードする遺伝子を持たない。
従って、MITEはその移動を自律的なDNAトランスポゾンに依存していると推定される。
プラスミドとトランスポゾンの類似点
- プラスミドとトランスポゾンは、それぞれゲノムと染色体間の遺伝物質の移動に関与する2種類の移動性遺伝要素です。
- プラスミドもトランスポゾンも二本鎖のDNAでできている。
- プラスミドもトランスポゾンも細胞内に自然に存在する。
プラスミドとトランスポゾンの違い
定義
プラスミド。
染色体から独立して複製される遺伝子要素。
トランスポゾン トランスポゾンは、染色体、プラスミド、ファージDNAの間を移動することができる染色体セグメントを意味する。
意義
プラスミド。
プラスミドは染色体外に存在する自己複製可能なDNA分子であり、バクテリアに自然に存在する。
トランスポゾン トランスポゾンは、ゲノム内の異なる位置を移動するDNA配列です。
発生状況
プラスミド。
プラスミドは細菌や一部の真核生物に自然に存在する。
トランスポゾン。
トランスポゾンは、バクテリアとすべての真核生物細胞に存在する。
クラス
プラスミド。
Fプラスミド、耐性プラスミド、colプラスミド、分解プラスミド、病原性プラスミドが5つのクラスに分類される。
トランスポゾン トランスポゾン：レトロトランスポゾンとDNAトランスポゾンの2種類。
自己複製
プラスミド。
プラスミドは細胞内で自己複製を行う。
トランスポゾン。
トランスポゾンは自己複製をしないDNAセグメントです。
特徴的な機能
プラスミド。
プラスミドは、複製起点、プロモーター、抗生物質耐性遺伝子、複数のクローニングサイトから構成される。
トランスポゾン トランスポゾン：トランスポザーゼのコード領域、トランスポゾンの遺伝子、末端反復配列から構成される。
ベクター
プラスミド 組換えDNAを作り出すためのベクターとして使用される。
トランスポゾン トランスポゾンは、挿入型突然変異誘発で複数の塩基を挿入するためのベクターとして使用される。
ゲノムの変化
プラスミド。
プラスミドを利用して、他の生物のゲノムに新しい遺伝子を挿入することができる。
トランスポゾン トランスポゾンは変異原であり、時に遺伝病の原因となる。
結論
プラスミドとトランスポゾンは、DNA断片を移動させる2種類の移動性遺伝要素です。
プラスミドとトランスポゾンは、どちらも細胞内に自然に存在するものです。
プラスミドは自己複製可能な円形のDNA分子で、主にバクテリアに存在する。
プラスミドは、主にバクテリアに存在する自己複製可能な円形のDNA分子で、ゲノム間の遺伝子転移に利用される。
トランスポゾンは、ゲノム内の異なる位置を移動するDNAセグメントです。
プラスミドとトランスポゾンの主な違いはその役割で、プラスミドがゲノム間で遺伝物質を伝達するのに対し、トランスポゾンは同じゲノム内の染色体間で遺伝物質を伝達する。
