ゲノムDNAとプラスミドDNAの決定的な違いは、ゲノムDNAは細菌を含む生物の生存に必須であるのに対し、プラスミドDNAは細菌の生存に必須でないことである。

各生物には、その全体的な機能を制御する遺伝物質があります。遺伝物質は主に染色体DNAの形で存在します。真核生物ではゲノムDNAは細胞の核に存在し、原核生物ではゲノムDNAは細胞質に存在する。細菌、古細菌、酵母などの生物には、染色体DNAやゲノムDNAに加えて、プラスミドDNAと呼ばれる追加の染色体DNAを持つものがあります。プラスミドDNAは、これらの生物の日常的な機能には必須ではありません。しかし、これらの生物には、いくつかの重要な遺伝子が含まれているため、さらなる利点があります。注目すべきは、これらの遺伝子は、ゲノムDNAに見られるような重要なものではないことだ。そこで、本稿では、ゲノムDNAとプラスミドDNAの違いを探ってみることにした。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. ゲノム DNA とは 3. プラスミド DNA とは 4. ゲノム DNA とプラスミド DNA の類似点 5. 横並び比較 - ゲノム DNA とプラスミド DNA の表形式 6. まとめ

ゲノムDNAは何ですか？

ゲノムDNAは、生物の遺伝子を表す物質です。ほとんどの生物では、ゲノムDNAは染色体DNAの形で存在する。原核生物は細胞質内に、真核生物は核内にゲノムDNAを持つ。染色体やゲノムDNAは、一本鎖または二本鎖、線状または円状のものがある。真核生物は複数の染色体を持ち、原核生物（特にバクテリアと古細菌）は1つの染色体しか持っていません。ゲノムDNAは、生物の生存と健康に不可欠な遺伝情報全般を含んでいます。さらに、ゲノムDNAは生物の遺伝物質である。将来の世代は、両親から遺伝子を受け取る。このように、遺伝情報は染色体DNAの複製によって世代を超えて受け継がれる。細胞分裂の際に複製される。また、真核生物では、染色体DNAにはコード配列と非コード配列があり、これらはヒストンに強固に結合している。

図01：ゲノムDNA

ゲノムDNAはタンパク質をコード化し、構造タンパク質や機能タンパク質を担っています。また、ゲノムDNAが染色体として現れるのは、細胞分裂前の段階のみで、それ以外はクロマチンという糸の束として発現している。

生物がより複雑になると、ゲノムにはより多くのDNAが見られるようになります。ヒトは30億の塩基対と23対の染色体を持っています。一方、小型の細菌、特に大腸菌の塩基対は430万である。

プラスミドは何ですか？

プラスミドDNAは、バクテリア、古細菌、酵母に見られる追加の染色体DNAであり、二本鎖で円形、ループを閉じている。原核細胞には、ゲノムDNAの他にプラスミドが存在する。プラスミドDNA素子も遺伝子は少ない。しかし、これらの遺伝子は細菌の機能にとって必須なものではありません。しかし、これらの遺伝子は、細胞にさらなる生存能力を与える。細菌の細胞はプラスミドを何枚も持っています。

図02：プラスミドDNA

また、細菌は極端な条件下でも発生するため、防御機構が必要です。プラスミドに存在する遺伝子は、抗生物質耐性やβ-ガラクトシダーゼなどの基質の代謝に関連するものである。

プラスミドは、細菌間の遺伝子の水平交換に役立っている。しかし、これは細胞分裂のステップではありません。プラスミドの中には、異なる2つの種の間で交換できるものもある。抗生物質耐性遺伝子など、生存に重要な形質を細菌集団の中に広めるのに役立つのです。

ゲノミクス（ゲノム）とプラスミドの共通点

• ゲノムDNAとプラスミドDNAは、生体に存在する2種類のDNAである。
• 遺伝子を含んでいるのです。
• どちらのタイプのDNAも、バクテリアや古細菌に含まれています。
• また、両者の構成要素はデオキシリボ核酸である。
• しかも、どちらも二本鎖である。

ゲノミクス（ゲノム）とプラスミドの違い

ゲノムDNAは生物の遺伝情報を含む染色体DNAであり、プラスミドDNAは細菌、古細菌、一部の真核生物に含まれる染色体外DNAである。DNAは生物の生存に不可欠なものではありません。また、ゲノムDNAとプラスミドDNAのもう一つの違いは、その大きさです。ゲノムDNAはプラスミドDNAの何倍も大きい。

さらに、ゲノムDNAには、すべての構造タンパク質と機能タンパク質を作り出す重要な遺伝子が含まれています。しかし、プラスミドDNAには、生物にさらなる利点をもたらす遺伝子が含まれている。したがって、これがゲノムDNAとプラスミドDNAの違いである。

ゲノムDNAとプラスミドDNAの違いについては、以下のインフォグラフィックで詳しく説明しています。

概要 - ゲノミクス（ゲノム） vs. プラスミド

ゲノムDNAとプラスミドDNAの違いをまとめると、染色体DNAは細菌のゲノムDNAとみなされ、細菌の生存に必要なすべての遺伝子と健康に必要なすべての遺伝情報を含んでいます。したがって、ゲノムDNAは生物の遺伝学上重要であるのに対し、プラスミドDNAは生存のための付加的な利益を提供するために重要である。

引用

1 "プラスミド/Plasmids" Nature News, Nature Publishing Group, available here."ゲノムDNA "です。ゲノムDNA - 概要|ScienceDirect Topics、こちらからご覧いただけます。 2 "Genomic DNA".ゲノムDNA - 概要|ScienceDirect Topics.