Diskussion

Wenn Sie eine pUC18-haltige Kultur mit Ampicillin gezüchtet haben, so können Sie zeigen, dass pro Zelle mehr Plasmidmoleküle als chromosomale DNA-Moleküle vorhanden sind. Dieser Befund belegt die vom Chromosom unabhängige Replikation (Vermehrung) der Plasmid/Vector-DNA. Eine solche vom Genom unabhängige Biosynthese ermöglicht es plasmidhaltigen Zellen in der Natur flexibel auf Änderungen in ihrer Umwelt zu reagieren.

Plasmide tragen häufig Gene, deren Genprodukte nicht für grundlegende, unbedingt lebensnotwendige Biosynthesewege erforderlich sind. Die Gene auf den Plasmiden kodieren dagegen bevorzugt für Antibiotika-und Schwermetallresistenzen sowie spezialisierte Abbauwege schwer abbaubarer Verbindungen. Die Weitergabe der Antibiotikaresistenzen über Plasmide spielt eine bedeutende Rolle bei der Bildung mehrfach antibiotikaresistenter Stämme in der Hygiene und in der medizinischen Mikrobiologie.

Wie Sie sich in der Agarosegelelektrophorese überzeugen können, hat das pUC18-Molekül eine Länge von etwa 2,7 kBp. Da auf diesem DNA-Molekül drei Gene kodiert sind, lässt sich für ein einzelnes, "normales" Enzym, durchschnittlich eine kodierende DNA-Länge von 1 kBp abschätzen. Sie können diese These an der Korrelation zwischen der Anzahl identifizierter Genen und den Längen sequenzierter, bakterieller Genome überprüfen (das E. coli Genom mit 4,6 x 106 Bp kodiert für rund 4300 Gene). Bei eukaryotischen Genomen gilt dieser Zusammenhang nicht. Auch das können Sie aus den Ergebnissen der abgeschlossenen Genomprojekte erkennen (Mensch ca. 3 x109 Bp aber geschätzte 40 000 Gene). Eukaryotische Genome haben neben kodierenden DNA-Abschnitten (Exons) große Bereiche nicht kodierender Sequenzen (Introns).