Nukleoidegenskaper, struktur, sammensetning, funksjoner

1787
Anthony Golden

De nukleoid Det er en uregelmessig region, med et uordnet utseende plassert inne i de prokaryote cellene, som okkuperer en viktig region i cytoplasmaet og er tydelig forskjellig på grunn av dens forskjellige fase..

Sistnevnte utmerker seg som stedet der det bakterielle DNA er konsentrert, som det eneste lange molekylet av to kjeder som danner det såkalte bakteriekromosomet som kondenserer å være synlig som en nukleoid.

Nukleoid er merket med tallet 7. Kilde: LadyofHats [Public domain]

På en enkel måte er nukleoid en struktur som ligner på den eukaryote kjernen, men den har ikke synlige strukturgrenser. Men hvis det er mulig å skille det fra resten av det cytoplasmatiske innholdet og gjenkjenne det som en av hovedkomponentene.

Artikkelindeks

  • 1 Funksjoner
  • 2 Struktur og sammensetning
  • 3 Nukleoid i celledeling
  • 4 funksjoner
  • 5 Nukleoid i bakterier uten binær fisjon
  • 6 Forskjeller med den eukaryote kjernen
  • 7 Referanser

Kjennetegn

Nukleoidens form er resultatet av mange projeksjoner av den, noe som resulterer i en korallform, som under duplisering får en mer bilobed form, som deretter skilles i to forskjellige nukleoider.

Nukleoid er ekvivalent med kromatin i eukaryote celler, men det er noen bemerkelsesverdige forskjeller. For det første danner ikke de grunnleggende proteinene (histontypen) som er tilstede i nukleoidet, regelmessige og kompakte strukturer som histonene i kromatinnukleosomer, noe som gir en mindre kompleks organisasjon..

I tillegg er den spiralformede spenningen som komprimerer nukleoid-DNA av den plektonemiske og toroidale typen, og i kromatin er spenningen forårsaket av interaksjonen mellom DNA og histoner av den toroidale typen (supercoiling)..

DNA i prokaryote celler er sirkulært, og de har bare ett kromosom og følgelig en kopi av hvert gen, som er genetisk haploid.

Bakteriets genom er relativt lite og lett å manipulere, tilsetning eller fjerning av DNA-fragmenter (på grunn av deres enkle dissosiasjon fra resten av nukleoidkomponentene) kan gjeninnføres i bakterier, noe som gjør det ideelt for arbeid med genteknologi.

Struktur og sammensetning

Nukleoid, også kjent som kromatinlegemet, har som hovedkomponent DNA, som utgjør mer enn halvparten av innholdet og kondenseres rundt 1000 ganger. Når hver nukleoid er isolert, består massen av 80% DNA.

I tillegg til genomet har det RNA-molekyler og et bredt utvalg av enzymer som RNA-polymerase og topoisomeraser, samt basiske proteiner..

I et bredt spekter av bakterier er det genetisk materiale som ikke er konsentrert i nukleoidet, men som er spredt i cytoplasmaet i strukturer som kalles plasmider, hvor mindre DNA-molekyler er funnet.

Andre varianter av proteiner nært knyttet til nukleoidet har den funksjonen å holde det kondensert og kompakt, og også legge til rette for segregering av genetisk materiale til datterceller. Prosessene med RNA og proteinsyntese i nukleoid synes å hjelpe til med å opprettholde den generelle formen til nukleoid..

På den annen side varierer formen på nukleoid dramatisk under prosesser som celledifferensiering eller ved adopsjon av latente tilstander..

Organiseringen av nukleoid varierer avhengig av arten av bakterier som evalueres. Andre nukleoidassosierte proteiner (PAN) påvirker også organisasjonen.

Nukleoid i celledeling

Når bakterier har begynt å dele seg, inneholder nukleoid materialet fra to genomer, produktet av DNA-syntese. Dette dupliserte materialet distribueres blant dattercellene på grunn av celledeling.

Under denne prosessen binder hvert genom, gjennom proteiner assosiert med nukleoid og membran, seg til visse sektorer av sistnevnte som vil trekke to regioner av bakteriekromosomet når deling skjer, slik at hvert rom som har sin opprinnelse (det vil si hver dattercelle ) sitter igjen med en nukleoid.

Flere proteiner som HU og IHF binder sterkt til DNA og deltar i kondens, replikasjon og folding..

Funksjoner

Nukleoid er ikke bare en inaktiv bærer av genetisk materiale (bakteriekromosom). I tillegg, sammen med virkningen av medfølgende proteiner i den, beskytter de DNA-et. Komprimeringen er direkte korrelert med beskyttelsen av genomet under prosesser som oksidativt stress og fysiske faktorer som stråling..

Det deltar også på en beryktet måte i global celleorganisasjon og har til og med en grunnleggende rolle i å bestemme stedet for celledeling under binær fisjon. På denne måten unngås unøyaktige kutt i nukleoidene som vil utgjøre dattercellene når skilleseptumet dannes..

Sannsynligvis av denne grunn inntar nukleoider spesifikke posisjoner i cellen, gjennom DNA-transport formidlet av nukleoidassosierte proteiner (som Fts til stede i septumet under binær fisjon) for å holde DNA borte fra skilleseptumet..

Mekanismene for migrasjon av nukleoid og dens posisjon i bakteriecellen er foreløpig ikke kjent med presisjon, men det er svært sannsynlige faktorer som regulerer dens bevegelse i cytoplasmaet..

Nukleoid i bakterier uten binær fisjon

Selv om nukleoid har blitt bedre karakterisert i bakterier som presenterer binær fisjon, er det noen varianter i bakterier som deler seg eller reproduserer ved andre metoder.

I de bakteriene som bruker spirende som reproduksjonsmiddel, har nukleoid tilsynelatende segmentering, så det er da et mangfold i organisasjonen av denne bakteriestrukturen.

I bakterier som Gemmata obscuriglobus, som reproduserer seg ved spirende nukleoid, har en serie rom som er avgrenset av en intracytoplasmisk membran.

Når en dattercelle går ut av denne arten, mottar den en naken nukleoid som er dekket av en intracytoplasmisk membran når knoppen modnes og frigjøres fra morscellen..

Andre store bakterier har et stort antall nukleoider spredt og skilt rundt periferien, mens resten av cytoplasmaet forblir fritt for DNA. Dette utgjør et tilfelle av polyploidi som er mer kjent i eukaryote celler..

Forskjeller med den eukaryote kjernen

Når det gjelder prokaryote celler, mangler nukleoid en membran, i motsetning til kjernen til eukaryote celler, som har en membran som pakker genomet og beskytter det..

I den eukaryote cellen er det genetiske materialet organisert i kromosomene på en veldig kompakt eller organisert måte, mens nukleoidet er mindre kompakt og mer spredt. Imidlertid danner det i prokaryoter definerte og differensierbare kropper.

Antall kromosomer i den eukaryote cellen varierer vanligvis. Imidlertid er de flere enn prokaryote organismer som bare har en. I motsetning til det genomiske materialet til bakterier, har eukaryote celler to kopier av hvert gen, noe som gjør dem genetisk diploide.

Referanser

  1. Lewin, B. (1994). Gener 2. utgave Editorial Reverte, Spania.
  2. Madigan, M. T., Martinko, J. M. & Parker, J. (2004). Brock: Biologi av mikroorganismer. Pearson Education.
  3. Margolin W. (2010) Imaging the Bacterial Nucleoid. I: Dame R.T., Dorman C.J. (red.) Bakteriell kromatin. Springer, Dordrecht
  4. Müller-Esterl, W. (2008). Biokjemi. Grunnleggende for medisin og biovitenskap. Vend tilbake.
  5. Wang, L., & Lutkenhaus, J. (1998). FtsK er et essensielt celledelingsprotein som er lokalisert til septum og indusert som en del av SOS-responsen. Molekylær mikrobiologi, 29(3), 731-740.
  6. Santos, A. R., Ferrat, G. C., og Eichelmann, M. C. G. (2005). Den stasjonære fasen i Escherichia coli-bakterier. Pastor Latinoamericana Microbiology, 47, 92-101.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.