NUKLEOIDAS: CHARAKTERISTIKOS, STRUKTŪRA, SUDĖTIS, FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Nukleotidų yra nereguliarus regionas, su netvarkingai išvaizda, esančio viduje prokariotinėms ląstelių, užimanti svarbų regioną citoplazmą ir aiškiai sąskaitos įvairių ir dėl skirtingo etape.

Pastaroji išsiskiria kaip vieta, kur koncentruojasi bakterijų DNR, nes vienintelė ilga molekulė su dviem grandinėmis, sudarančiomis vadinamąją bakterijos chromosomą, kuri kondensuojasi, matoma kaip nukleoidas.

Nukleoidas pažymėtas skaičiumi 7. Šaltinis: LadyofHats

Paprasčiau tariant, nukleoidas yra struktūra, panaši į eukariotinį branduolį, tačiau ji neturi matomų struktūrinių ribų. Tačiau įmanoma jį atskirti nuo likusio citoplazmos turinio ir atpažinti jį kaip vieną pagrindinių jo komponentų.

charakteristikos

Nukleoido forma yra daugelio jo projekcijų rezultatas. Dėl to susidaro koralo forma, kuri dubliavimo metu įgauna labiau įbrėžtą formą, kuri vėliau išsiskiria į du skirtingus nukleoidus.

Nukleoidas yra chromatino ekvivalentas eukariotinėse ląstelėse, tačiau yra keletas pastebimų skirtumų. Pirma, pagrindiniai baltymai (histono tipo), esantys nukleoide, nesudaro įprastų ir kompaktiškų struktūrų, kaip histomatai chromatino nukleosomose, ir pasižymi ne tokia sudėtinga organizacija.

Be to, spiralinė įtampa, kuri sutankina nukleoidinę DNR, yra plektoneminio ir toroidinio tipo, o chromatine - įtampa, kurią sukelia DNR ir histonų sąveika, yra toroidinė (supergryninimas).

Prokariotų ląstelėse esanti DNR yra žiedinė ir turi tik vieną chromosomą ir atitinkamai po vieną kiekvieno geno egzempliorių, būdama genetiškai haploidinė.

Bakterijų genomas yra palyginti mažas ir lengvai manipuliuojamas, pridedant arba pašalinus DNR fragmentus (dėl to, kad jie lengvai atsiriboja nuo likusių nukleoidų komponentų), gali būti pakartotinai įvesta į bakterijas, todėl jie idealiai tinka darbui su genetinė inžinerija.

Struktūra ir sudėtis

Nukleoidas, dar žinomas kaip chromatino kūnas, yra pagrindinis komponentas DNR, kuris sudaro daugiau nei pusę jo turinio ir yra kondensuotas maždaug 1000 kartų. Kai kiekvienas nukleoidas yra izoliuojamas, jo masę sudaro 80% DNR.

Tačiau jis, be savo genomo, turi RNR molekules ir daugybę įvairių fermentų, tokių kaip RNR polimerazė ir topoizomerazės, taip pat pagrindinius baltymus.

Didelėje bakterijų įvairovėje yra genetinė medžiaga, kuri nėra koncentruota branduolyje, bet išsisklaido citoplazmoje struktūrose, vadinamose plazmidėmis, kuriose randamos mažesnės DNR molekulės.

Kitų baltymų, glaudžiai susijusių su nukleoidu, veislių funkcija yra išlaikyti jį sutankintą ir kompaktišką, taip pat palengvinti genetinės medžiagos atskyrimą dukterinėse ląstelėse. Atrodo, kad RNR ir baltymų sintezės procesai nukleoide padeda išlaikyti bendrą nukleoido formą.

Kita vertus, atliekant tokius procesus kaip ląstelių diferenciacija ar priimant latentines būsenas, nukleoido forma smarkiai skiriasi.

Nukleoido organizacija skiriasi atsižvelgiant į įvertinamas bakterijų rūšis. Kiti su nukleoidais susiję baltymai (PAN) taip pat daro įtaką jo organizacijai.

Nukleoidas ląstelių dalijimosi metu

Kai bakterijos pradėjo dalintis, nukleoide yra dviejų genomų medžiaga, DNR sintezės produktas. Ši dubliuota medžiaga pasiskirsto tarp dukterinių ląstelių dėl ląstelių dalijimosi.

Šio proceso metu kiekvienas genomas per baltymus, susijusius su nukleoidu ir membrana, jungiasi su tam tikrais pastarųjų sektoriais, kurie, atsiskyrus, traukia du bakterijų chromosomos regionus, kad kiekvienas iš jų atsirandantis skyrius (tai yra kiekvienas dukros ląstelė) paliekama su nukleoidu.

Keletas baltymų, tokių kaip HU ir IHF, tvirtai jungiasi prie DNR ir dalyvauja jos kondensavime, replikacijoje ir lankstyme.

funkcijos

Nukleoidas yra ne tik neaktyvus genetinės medžiagos nešėjas (bakterinė chromosoma). Be to, kartu su jame esančiais baltymais jie apsaugo DNR. Jo sutankinimas yra tiesiogiai susijęs su genomo apsauga per tokius procesus kaip oksidacinis stresas ir fizinius veiksnius, tokius kaip radiacija.

Tai taip pat nedaug prisideda prie pasaulinės ląstelių organizacijos ir netgi atlieka pagrindinį vaidmenį nustatant ląstelių dalijimosi vietą dvinarės dalijimosi metu. Tokiu būdu išvengiama netikslių pjūvių nukleoiduose, kurie sudarys dukterines ląsteles, kai susiformuos dalijamasis pertvara.

Tikriausiai dėl šios priežasties nukleoidai užima specifines padėtis ląstelėje, pernešdami DNR, tarpininkaujantiems su nukleoidu susijusiems baltymams (tokiems kaip FTS, esantys septinėje dvejetainio dalijimosi metu), kad DNR nenutrūktų nuo dalomosios sienos.

Nukleoido migracijos mechanizmai ir jo padėtis bakterijos ląstelėje dar nėra tiksliai žinomi, tačiau yra labai tikėtini veiksniai, kurie reguliuoja jo judėjimą citoplazmoje.

Nukleoidas bakterijose be dvejetainio dalijimosi

Nors nukleoidas buvo geriau apibūdinamas bakterijose, kurios demonstruoja dvinarę dalijimąsi, yra keletas bakterijų variantų, kurios dalijasi arba dauginasi kitais metodais.

Tose bakterijose, kurios naudoja pumpuravimą kaip dauginimosi priemonę, nukleoidas, matyt, turi segmentus, taigi, šios bakterijos struktūros organizavimas yra įvairus.

Tokiose bakterijose kaip Gemmata obscuriglobus, kurios dauginasi pumpuruodamos, nukleoidas turi keletą sekcijų, kurias skiria intracitoplazminė membrana.

Šios rūšies dukterinė ląstelė išnyksta ir gauna atvirą nukleoidą, kurį padengia intracitoplazminė membrana, kai bręsta pumpurai ir išsiskiria iš pirminės ląstelės.

Kitos didelės bakterijos turi daugybę nukleoidų, išsisklaidžiusių ir atskirtų periferijoje, o likusioje citoplazmoje lieka be DNR. Tai yra poliploidijos atvejis, labiau žinomas eukariotinėse ląstelėse.

Skirtumai su eukariotiniu branduoliu

Prokariotų ląstelių atveju nukleoidui trūksta membranos, priešingai nei eukariotinių ląstelių branduolyje, kuris turi membraną, kuri supakuoja savo genomą ir apsaugo.

Eukariotų ląstelėje genetinė medžiaga chromosomose yra organizuota labai kompaktiškai arba organizuotai, tuo tarpu nukleoidas yra mažiau kompaktiškas ir labiau išsisklaidęs. Tačiau prokariotuose jis sudaro apibrėžtus ir diferencijuojamus kūnus.

Chromosomų skaičius eukariotų ląstelėje paprastai skiriasi. Tačiau jų yra daugiau nei prokariotinių organizmų, kurie turi tik vieną. Priešingai nei bakterijų genomo medžiaga, eukariotinės ląstelės turi dvi kiekvieno geno kopijas, todėl jos yra genetiškai diploidinės.

Nuorodos

1. Lewinas, B. (1994). Genai 2-asis leidimas Reverte, Ispanija.
2. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brokas: Mikroorganizmų biologija. „Pearson Education“.
3. Margolin W. (2010) Vaizduojantis bakterinį nukleoidą. In: Dame RT, Dorman CJ (red.) Bakterinis chromatinas. Springeris, Dordrechtas
4. Müller-Esterl, W. (2008). Biochemija. Medicinos ir gyvybės mokslų pagrindai. Grąžinti.
5. Wang, L. ir Lutkenhaus, J. (1998). FtsK yra būtinas ląstelių dalijimosi baltymas, lokalizuotas pertvaroje ir indukuojamas kaip SOS atsako dalis. Molekulinė mikrobiologija, 29 (3), 731–740.
6. „Santos“, AR, „Ferrat“, GC ir „Eichelmann“, MCG (2005). Nejudanti Escherichia coli bakterijų fazė. „Latinoamericana Microbiología“, 47, 92–101.