Er zijn veel intrigerende verschillen tussen bacteriën en andere soorten cellen. Een daarvan is de aanwezigheid van plasmiden in bacteriën. Deze kleine, rubberen bandachtige lussen van DNA staan los van bacteriële chromosomen. Voor zover bekend worden plasmiden alleen in bacteriën gevonden en niet in andere levensvormen. En ze spelen een belangrijke rol in de moderne biotechnologie.
Bacteriële chromosomen

Hoewel er uitzonderingen zijn, hebben de meeste bacteriën een enkel circulair chromosoom. Het meeste genetische materiaal van een bacterie bevindt zich in dit chromosoom, dat alleen wordt gerepliceerd of gekopieerd wanneer de cel zich deelt. De bacterie kan echter ook een of meer plasmiden bevatten. Sommige plasmiden repliceren alleen wanneer de cel deelt en andere worden op andere momenten gekopieerd. Er kan meer dan één kopie van hetzelfde plasmide in een cel zijn, vooral als het plasmide onafhankelijk van celdeling repliceert. Omdat DNA-replicatie energie vereist, verbruikt een groter aantal plasmiden meer energie wanneer de cel zich deelt. Als deze plasmiden een voordeel bieden zoals antibioticaresistentie, kunnen ze deze last echter meer dan goedmaken wat betreft de voordelen die ze bieden.

De belangrijkste verschillen tussen DNA in chromosomen en plasmiden liggen in waar het genetische materiaal wordt gerepliceerd en hoe mobiel het is. Genen op een plasmide kunnen veel gemakkelijker worden overgedragen tussen bacteriën dan chromosomaal DNA.
Vervoeging

Een ander interessant verschil tussen plasmide en chromosomaal DNA in bacteriën is een proces dat conjugatie wordt genoemd. Dit proces draagt plasmiden over tussen bacteriën, soms tussen verschillende soorten bacteriën die alleen in de verte verwant zijn. Het overgedragen plasmide kan onderscheiden en gescheiden blijven van het bacteriële chromosoom of er deel van worden. Plasmide-overdracht is belangrijk geweest bij de toename van antibioticaresistentie. Genen die antibioticaresistentie verlenen, worden vaak gevonden op plasmiden en lijken te zijn overgedragen van de ene bacteriesoort of populatie naar de andere.
Andere verschillen

Over het algemeen hebben bacteriële chromosomen meestal een hogere coderingsdichtheid. Dit betekent dat een groter deel van het chromosoom actief is en instructies geeft voor de productie van eiwitten. Sommige plasmiden kunnen slechts een paar genen dragen, wat betekent dat ze veel kleiner zijn dan het chromosoom en slechts een zeer beperkt aantal functies hebben.

Chromosomen dragen over het algemeen kerngenen, die betrokken zijn bij het metabolisme dat essentieel is voor de overleving en groei van bacteriën. Plasmiden hebben daarentegen de neiging om nuttige functionele "extra's" te dragen. Deze functionele voordelen omvatten antibioticaresistentie, ontgifting van schadelijke stoffen of, in het geval van bacteriën die ziekte veroorzaken, het vermogen om een gastheer binnen te vallen.
Betekenis

Plasmiden zijn enorm belangrijke hulpmiddelen geworden in de moderne biotechnologie. Moleculaire biologen gebruiken vaak plasmiden om genen in bacteriën te introduceren. Ten eerste gebruiken ze enzymen om het lusvormige plasmide in een lineaire vorm te transformeren. Vervolgens splitsen ze de gewenste genen in het plasmide en gebruiken andere enzymen om de ringachtige vorm van het plasmide te herstellen. Ten slotte incuberen ze de bacteriën onder omstandigheden die de bacteriën zullen dwingen enkele van de plasmiden op te nemen. Deze genetische manipulatietechnieken zijn zeer nuttig om belangrijke eiwitten te produceren, zoals insuline en menselijk groeihormoon, die in de moderne geneeskunde worden gebruikt.