エピソーム、プラスミド、挿入配列、トランスポゾン

エピソーム、プラスミド、挿入配列、トランスポゾンは、主鎖またはゲノムDNAから独立して存在できるDNA（deoxyribonucleic acid）の要素である。 エピソームは独立した存在であるだけでなく、細菌の宿主ゲノムに統合された部分としても存在することができる。 エピソームの起源は宿主の外、つまりウイルスや他のバクテリアにある。 統合された場合、宿主の染色体が複製される際に、エピソームの新しいコピーが作られることになります。 自律的なユニットであるウイルス・エピソームの遺伝物質は、細胞の複製機構を利用して自分自身の新しいコピーを作るので、宿主細胞を破壊する。 しかし、細菌の染色体に組み込まれると、細胞分裂で増殖し、娘細胞に受け継がれる。 エピソームのもう一つのタイプは、F因子と呼ばれるものである。 F因子は、コンジュゲーション（ある細菌細胞から別の細菌細胞への遺伝物質の移動）の性質を持つ不和合性グループの中で最もよく研究されているものである。 F因子は3つの状態で存在することができる。 F+は自律した染色体外の状態である。 Hfr（High Frequency Recombination）とは、宿主の染色体に組み込まれた因子のことである。 最後に、F（F prime）とは、染色体外に存在するが、染色体DNAの一部が付着している状態の因子のことである。 エピソームは、プラスミドなどの他の染色体外DNA断片とは、その大きさで区別される。 エピソームとは対照的に、プラスミドは独立したDNAの断片としてのみ存在する。 エピソームとは対照的に、プラスミドは独立したDNA断片としてのみ存在し、染色体DNAと統合することはできず、それ自身の複製に必要なすべての情報を持っている。 プラスミドはそれ自身を維持するために、宿主細菌と同じ速度で分裂しなければならない。 プラスミドは通常、エピソームよりも小さく、二本鎖DNAの閉じた円形の断片として存在する。 プラスミドは、ゲル電気泳動や塩化セシウム浮遊密度勾配遠心法により、染色体DNAと容易に区別することができる。 プラスミドは、その複製に必要な情報に加えて、事実上あらゆる遺伝子を運ぶことができる。 細菌の生存には必要ではないが、プラスミドは宿主細菌に選択的な利点を与えることができる。 例えば、プラスミドの中には、ある種の抗生物質に対する耐性をコードする遺伝子を持つものがある。 このようなプラスミドは抵抗性因子またはR因子と呼ばれる。 このほか、複雑な高分子の分解、バクテリオシン（細菌の増殖を抑制したり、細菌を殺したりする分子）の産生、さまざまな重金属に対する耐性、動物や植物への感染に必要な病原因子など、プラスミドに搭載される形質もある。 プラスミドの一部（すべてではない）には、遺伝物質の転移を促進する能力があり、このような形質は他の細菌に受け継がれることができる。 共役は一方通行で、DNAはある細菌（ドナー）から別の細菌（レシピエント）へと移される。 すべてのプラスミドは、30以上の非適合性グループのうちの1つに属しています。 このグループは、どのプラスミドが細菌細胞内で共存できるかを決定し、各プラスミドの最適なコピー数を維持するのに役立っている。 細胞内で多数のコピーを維持するプラスミド（いわゆるマルチコピープラスミド）に遺伝子を組み込むことで、より高レベルの遺伝子産物を発現させることができる。 このようなプラスミドは、クローニングのためのDNAの良い供給源にもなります。

トランスポゾンと挿入配列は、移動性遺伝要素（mobile genetic element）として知られています。 トランスポゾンと挿入配列は、移動性遺伝因子として知られており、染色体の外側に存在することもできるが、ある細胞から別の細胞へ移動する際に染色体に統合されるように設計されている。 トランスポゾンは、基本的な分子生物学や進化を理解する上で重要であり、また、遺伝学の基本的な道具として研究者に利用されている。 トランスポゾンは、ある細胞から別の細胞への遺伝物質の転移とは関係のない遺伝子を含んでいる。 例えば、クラス1トランスポゾンは薬剤耐性遺伝子をコードしている。 一方、挿入配列は、染色体DNAへの挿入に関与する機能のみをコードしている。 トランスポゾンと挿入配列はともに、染色体DNAから出るときと挿入されるときに変化を引き起こし、突然変異を起こすことができる。