НУКЛЕОИД: КАРАКТЕРИСТИКЕ, СТРУКТУРА, САСТАВ, ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Нуклеоид је неправилног област, уз поремећеног изгледом се налази унутар прокариотским ћелијама, заузима важан регион који цитоплазми и јасно диференцијабилна због својих другачијој фази.

Потоњи се разликује као место концентрисања бактеријске ДНК, као једини дуги молекул са два ланца који формирају такозвани бактеријски хромозом који се кондензује, а који је видљив као нуклеоид.

Нуклеоид је обележен бројем 7. Извор: ЛадиофХатс

Једноставно речено, нуклеоид је структура слична еукариотском језгру, али нема видљиве структурне границе. Међутим, могуће га је разликовати од остатка цитоплазматског садржаја и препознати га као једну од његових главних компоненти.

карактеристике

Облик нуклеоида резултат је многих његових пројекција, што резултира коралним обликом, који током дуплирања поприма више библијски облик, који се потом одваја на два различита нуклеоида.

Нуклеоид је еквивалент хроматину у еукариотским ћелијама, међутим постоје неке приметне разлике. Прво, основни протеини (хистонски тип) присутни у нуклеоиду не формирају правилне и компактне структуре попут хистона у хроматинским нуклеозомима, што представља мање сложену организацију.

Поред тога, спирална напетост која сабија нуклеоидну ДНК је плеконемичког и тороидног типа, а у хроматину је напетост изазвана интеракцијом између ДНК и хистона тороидног типа (прекривање).

ДНК у прокариотским ћелијама је кружног облика и они имају само један хромозом и, према томе, једну копију сваког гена, генетски хаплоидни.

Геном бактерија је релативно мали и лако се манипулише, додавањем или уклањањем фрагмената ДНК (захваљујући њиховој лакој дисоцијацији од осталих нуклеоидних компоненти) може се поново увести у бактерије, што га чини идеалним за рад на генетски инжењеринг.

Структура и састав

Нуклеоид, такође познат као хроматинско тело, има као своју главну компоненту ДНК, која чини више од половине његовог садржаја и кондензована је око 1000 пута. Како је сваки нуклеоид изолован, његова маса се састоји од 80% ДНК.

Међутим, поред свог генома, он има РНА молекуле и широк спектар ензима као што су РНА полимераза и топоизомераза, као и основне протеине.

У великом броју бактерија постоји генетски материјал који није концентрисан у нуклеоиду, већ се распршује у цитоплазми у структурама које се називају плазмиди, у којима се налазе мањи молекули ДНК.

Друге сорте протеина уско повезане са нуклеоидом имају функцију одржавања кондензованог и компактног и такође олакшавају сегрегацију генетског материјала на ћерке ћелије. Процеси РНА и синтеза протеина у нуклеоиду изгледа да помажу у одржавању целокупног облика нуклеоида.

С друге стране, током процеса попут диференцијације ћелија или усвајања латентних стања, облик нуклеоида драматично варира.

Организација нуклеоида варира у зависности од врсте бактерија које се процењују. И други нуклеоидни протеини (ПАН) такође утичу на његову организацију.

Нуклеоид у подели ћелија

Када су бактерије почеле да се деле, нуклеоид садржи материјал два генома, производ синтезе ДНК. Овај дуплирани материјал се дистрибуира између ћелија ћерке, због деобе ћелија.

Током овог процеса, сваки геном, путем протеина повезаних са нуклеоидом и мембраном, веже се за одређене секторе потоњег који ће повући две регије бактеријског хромозома када дође до деобе, тако да сваки део који потиче (то јест сваки кћерна ћелија) остаје нуклеоид.

Неколико протеина као што су ХУ и ИХФ чврсто се вежу за ДНК и учествују у његовој кондензацији, репликацији и савијању.

Карактеристике

Нуклеоид није само неактиван носилац генетског материјала (бактеријски хромозом). Поред тога, заједно са деловањем пратећих протеина у њему, они штите ДНК. Његово сабијање је директно повезано са заштитом генома током процеса попут оксидативног стреса и физичких фактора попут зрачења.

Такође учествује на злогласан начин у глобалној ћелијској организацији и чак има фундаменталну улогу у одређивању места деобе ћелије током бинарне фисије. На тај начин се избегавају нетачни пресеци у нуклеоидима који ће сачињавати ћерке ћелије када се формира делилни септум.

Вероватно из тог разлога, нуклеоиди заузимају одређене положаје у ћелији, транспортом ДНК посредованог протеинима повезаним са нуклеоидом (као што су Фтс присутни у септуму током бинарне фисије) како би се ДНК држала даље од септума који се дели.

Механизми миграције нуклеоида и његов положај унутар бактеријске ћелије још нису тачно познати, међутим, врло су вероватни фактори који регулишу његово кретање унутар цитоплазме.

Нуклеоид у бактеријама без бинарне фисије

Иако је нуклеоид боље окарактерисан у бактеријама које показују бинарну фисију, постоје неке варијанте бактерија које се деле или размножавају другим методама.

Код оних бактерија које користе пупољке као средство за размножавање, нуклеоид очигледно има сегментацију, тако да постоји различитост у организацији ове бактеријске структуре.

У бактеријама као што је Геммата обсцуриглобус, које се размножавају пупољком, нуклеоид има низ одељења који су ограничени интрацитоплазматском мембраном.

Код ове врсте, када кћерна ћелија излази, она добија голи нуклеоид који је прекривен интрацитоплазматском мембраном како пупољак сазрева и ослобађа се из матичне ћелије.

Остале велике бактерије имају велики број нуклеоида разбацаних и раздвојених око њихове периферије, док остатак цитоплазме остаје без ДНК. Ово представља случај полиплоидије који је познатији у еукариотским ћелијама.

Разлике са еукариотским језгром

У случају прокариотских ћелија, нуклеоиду недостаје мембрана, за разлику од језгра еукариотских ћелија, која има мембрану која спакује свој геном и штити га.

У еукариотској ћелији генетски материјал је организован у хромозомима на врло компактан или организован начин, док је нуклеоид мање компактан и диспергованији. Међутим, код прокариота формира дефинисана и различита тела.

Број хромозома у еукариотској ћелији обично варира. Међутим, они су многобројнији од прокариотских организама који имају само један. За разлику од геномског материјала бактерија, еукариотске ћелије поседују две копије сваког гена, што их чини генетски диплоидним.

Референце

1. Левин, Б. (1994). Гени 2. издање Редакција Реверте, Шпанија.
2. Мадиган, МТ, Мартинко, ЈМ и Паркер, Ј. (2004). Броцк: Биологија микроорганизама. Пеарсон Едуцатион.
3. Марголин В. (2010) Имагинг тхе Бацтериал Нуцлеоид. У: Даме РТ, Дорман ЦЈ (едс) Бактеријски хроматин. Спрингер, Дордрецхт
4. Муллер-Естерл, В. (2008). Биохемија. Основе медицине и наука о животу. Реверте.
5. Ванг, Л. и Луткенхаус, Ј. (1998). ФтсК је есенцијални протеин ћелијске деобе који је локализован у септуму и индукован као део СОС одговора. Молекуларна микробиологија, 29 (3), 731-740.
6. Сантос, АР, Феррат, ГЦ и Еицхелманн, МЦГ (2005). Стационарна фаза у бактеријама Есцхерицхиа цоли. Влч. Латиноамерицана Мицробиологиа, 47, 92-101.