プラスミド
プラスミドDNAは電気泳動中をかけると、同じDNA長であってもゲル内で異なる速度で泳動されるような、5種類のコンフォメーション(立体配座)をとり得る。電気泳動移動速度の順に、以下のような形状を取っている。
ニックの入ったオープンサーキュラーDNA(Nicked open-circular DNA)。この場合、プラスミドは二本鎖のうち1本の鎖が切断され、ねじれが解消された状態になっている。
緩和された環状DNA(Relaxed circular DNA)。プラスミドDNAは完全に無傷であるが、酵素的に緩和されている(スーパーコイルが除去されている)状態である。
線形DNA。DNA鎖が切断され末端がる状態、あるいは元々生体内で線状である場合である。
スーパーコイル状DNA、または共有結合で閉じた円形(covalently closed-circular)DNA。DNAは完全に無傷であり、両方の鎖が切断されておらず、完全にねじれている状態のものであり、コンパクトな形状になっているものである。
スーパーコイル状の変性DNA。これはスーパーコイル状DNAに似ているが、対になっていない領域があるため、わずかにコンパクトではない。プラスミド調製中に過度のアルカリ条件に晒すことにより発生する可能性がある
また一部のプラスミドは、宿主細胞の表現型に特段の影響を及ぼさないものもあり、このようなプラスミドは潜在プラスミドと呼ばれる。
天然に存在するプラスミドは、その物理的特性は様々である。サイズは1千塩基対(kbp)未満の非常に小さなミニプラスミドから、時に数百万塩基対(Mbp)の非常に大きなメガプラスミドまでの範囲になる。そのため、メガプラスミドと小さな染色体(ミニ染色体)の間では、大きさにほとんど違いがない。プラスミドは一般に環状であるが、線状プラスミドの例も知られている。これらの線状プラスミドは、それらの末端を複製するための特殊なメカニズムを必要とする。
プラスミドは、1から数百程度の数で個々の細胞に存在する。1つの細胞に見られるプラスミドの個数はコピー数と呼ばれる。コピー数は、複製開始がどのように調節されているか、そしてどの程度の分子サイズがあるか、などの要素によって決定される。一般にプラスミドが大きいほど、コピー数が少なくなる傾向がある。各細菌に1つから数個程度の少ないコピー数しか存在しないようなプラスミドは、細胞分裂時にプラスミドを失なう細胞が出現する危険性がある。そのため、このようなシングルコピープラスミドは、細胞分裂時に両方の娘細胞にコピーを積極的に分配するための特別なプラスミドの分配システム持っており、例えばparABSシステムやparMRCシステムなどが知られている。