NÜKLEOID: ÖZELLIKLER, YAPI, KOMPOZISYON, FONKSIYONLAR - BIYOLOJI - 2025

Nükleoit Farklı faza bir sitoplazma önemli bir bölgeyi açıkça türevlenebilir Due işgal prokaryotik hücreler içinde bulunan düzensiz bir görünüme sahip, düzensiz bir bölgedir.

İkincisi, bir nükleoid olarak görülebilen ve yoğunlaşan sözde bakteri kromozomunu oluşturan iki zincire sahip tek uzun molekül olarak bakteriyel DNA'nın yoğunlaştığı yer olarak ayırt edilir.

Nükleoid, 7 sayısı ile işaretlenmiştir. Kaynak: LadyofHats

Basitçe söylemek gerekirse, nükleoid ökaryotik çekirdeğe benzer bir yapıdır, ancak görünür yapısal sınırları yoktur. Bununla birlikte, onu sitoplazmik içeriğin geri kalanından ayırmak ve ana bileşenlerinden biri olarak kabul etmek mümkündür.

karakteristikleri

Nükleoidin şekli, birçok çıkıntısının bir sonucudur ve çoğaltma sırasında daha çift loblu bir şekil alan ve daha sonra iki farklı nükleoide ayrılan bir mercan şekli ile sonuçlanır.

Nükleoid, ökaryotik hücrelerde kromatine eşdeğerdir, ancak bazı önemli farklılıklar vardır. Birincisi, nükleoidde bulunan temel proteinler (histon tipi), kromatin nükleozomlarındaki histonlar gibi düzenli ve kompakt yapılar oluşturmaz ve daha az karmaşık bir organizasyon sunar.

Ek olarak, nükleoid DNA'yı sıkıştıran sarmal gerilim plektonemik ve toroidal tiptedir ve kromatinde DNA ile histonlar arasındaki etkileşimin neden olduğu gerilim toroidal tiptedir (süper sargılı).

Prokaryotik hücrelerdeki DNA daireseldir ve yalnızca bir kromozoma sahiptir ve sonuç olarak her genin bir kopyası genetik haploiddir.

Bakterilerin genomu nispeten küçüktür ve manipüle edilmesi kolaydır, DNA parçalarının eklenmesi veya çıkarılması (nükleoid bileşenlerinin geri kalanından kolay ayrışmaları nedeniyle) bakterilere yeniden dahil edilebilir ve bu da onu çalışmak için ideal hale getirir. genetik mühendisliği.

Yapı ve kompozisyon

Kromatin gövdesi olarak da bilinen nükleoid, içeriğinin yarısından fazlasını oluşturan ve yaklaşık 1000 kez yoğunlaştırılan ana bileşen DNA'sına sahiptir. Her nükleoid izole edildiğinden, kütlesi% 80 DNA'dan oluşur.

Bununla birlikte, genomuna ek olarak, RNA moleküllerine ve RNA polimeraz ve topoizomerazlar gibi çok çeşitli enzimlere ve ayrıca temel proteinlere sahiptir.

Çok çeşitli bakterilerde nükleoidde yoğunlaşmamış, ancak sitoplazmada plazmit adı verilen yapılarda dağılmış, daha küçük DNA moleküllerinin bulunduğu genetik materyal vardır.

Nükleoid ile yakından ilişkili diğer protein çeşitleri, onu yoğunlaştırılmış ve kompakt tutma ve ayrıca genetik materyalin yavru hücrelere ayrılmasını kolaylaştırma işlevine sahiptir. Nükleoiddeki RNA ve protein sentezi süreçleri, nükleoidin genel şeklinin korunmasına yardımcı olur.

Öte yandan, hücre farklılaşması gibi işlemler sırasında veya gizli durumların benimsenmesi sırasında, nükleoidin şekli önemli ölçüde değişir.

Nükleoidin organizasyonu, değerlendirilen bakteri türlerine göre değişir. Diğer nükleoid ilişkili proteinler (PAN) de organizasyonunu etkiler.

Hücre bölünmesindeki nükleoid

Bakteriler bölünmeye başladığında, nükleoid, DNA sentezinin bir ürünü olan iki genomun materyalini içerir. Bu çoğaltılmış materyal, hücre bölünmesi nedeniyle yavru hücreler arasında dağıtılır.

Bu süreç sırasında, her genom, nükleoid ve zar ile ilişkili proteinler aracılığıyla, bölünme meydana geldiğinde bakteri kromozomunun iki bölgesini çekecek olan ikincisinin belirli sektörlerine bağlanır, böylece ortaya çıkan her bölme (yani, her biri kızı hücre) bir nükleoid ile bırakılır.

HU ve IHF gibi çeşitli proteinler, DNA'ya sıkıca bağlanır ve yoğunlaşmasına, replikasyonuna ve katlanmasına katılır.

Özellikleri

Nükleoid, yalnızca genetik materyalin (bakteri kromozomu) inaktif bir taşıyıcısı değildir. Ayrıca, içindeki proteinlerin etkisiyle birlikte DNA'yı korurlar. Sıkıştırılması, oksidatif stres ve radyasyon gibi fiziksel faktörler gibi işlemler sırasında genomun korunmasıyla doğrudan ilişkilidir.

Bu aynı zamanda küresel hücresel organizasyona kötü şöhretli bir şekilde katılır ve hatta ikili fisyon sırasında hücre bölünmesinin yerini belirlemede temel bir role sahiptir. Böylelikle bölünen septum oluştuğunda yavru hücreleri oluşturacak olan nükleoidlerde hatalı kesikler önlenmiş olur.

Muhtemelen bu nedenle, nükleoidler, DNA'yı bölme duvarından uzak tutmak için nükleoidle ilişkili proteinlerin (ikili fisyon sırasında septumda bulunan Fts gibi) aracılık ettiği DNA'nın taşınması yoluyla hücre içinde belirli konumları benimser.

Nükleoidin göç mekanizmaları ve bakteri hücresi içindeki konumu henüz kesin olarak bilinmemektedir, ancak sitoplazma içindeki hareketini düzenleyen çok olası faktörler vardır.

İkili bölünme olmadan bakterilerde nükleoid

Nükleoid, ikili bölünme sergileyen bakterilerde daha iyi karakterize edilmiş olmasına rağmen, bakterilerde diğer yöntemlerle bölünen veya çoğalan bazı varyantlar vardır.

Tomurcuklanmayı bir üreme aracı olarak kullanan bakterilerde, nükleoid görünüşte segmentasyona sahiptir, bu nedenle bu bakteri yapısının organizasyonunda bir çeşitlilik vardır.

Tomurcuklanarak çoğalan Gemmata obscuriglobus gibi bakterilerde nükleoid, intrasitoplazmik bir zarla sınırlandırılmış bir dizi bölmeye sahiptir.

Bu türde, bir yavru hücre çıktığında, tomurcuk olgunlaştıkça intrasitoplazmik bir zarla kaplı çıplak bir nükleoidi alır ve ana hücreden salınır.

Diğer büyük bakteriler, çevreleri etrafında dağılmış ve ayrılmış çok sayıda nükleoid içerirken, sitoplazmanın geri kalanı DNA'sız kalır. Bu, ökaryotik hücrelerde daha aşina olan bir poliploidi vakası oluşturur.

Ökaryotik çekirdek ile farklılıklar

Prokaryotik hücreler söz konusu olduğunda, nükleoid, genomunu paketleyen ve koruyan bir zara sahip olan ökaryotik hücrelerin çekirdeğinin aksine bir zardan yoksundur.

Ökaryotik hücrede genetik materyal, kromozomlarda çok kompakt veya organize bir şekilde düzenlenirken, nükleoid daha az kompakt ve daha dağınıktır. Ancak prokaryotlarda tanımlanmış ve farklılaştırılabilir cisimler oluşturur.

Ökaryotik hücredeki kromozom sayısı genellikle değişir. Bununla birlikte, sadece bir tane olan prokaryotik organizmalardan daha fazla sayıdadırlar. Bakterilerin genomik materyalinin aksine ökaryotik hücreler, her genin iki kopyasına sahiptir ve bu onları genetik olarak diploid yapar.

Referanslar

1. Lewin, B. (1994). Genler 2nd Edition Reverte, İspanya.
2. Madigan, MT, Martinko, JM ve Parker, J. (2004). Brock: Mikroorganizmaların Biyolojisi. Pearson Education.
3. Margolin W. (2010) Imaging the Bacterial Nucleoid. In: Dame RT, Dorman CJ (eds) Bacterial Chromatin. Springer, Dordrecht
4. Müller-Esterl, W. (2008). Biyokimya. Tıp ve yaşam bilimlerinin temelleri. Reverte.
5. Wang, L. ve Lutkenhaus, J. (1998). FtsK, septumda lokalize olan ve SOS yanıtının bir parçası olarak indüklenen temel bir hücre bölünmesi proteinidir. Moleküler mikrobiyoloji, 29 (3), 731-740.
6. Santos, AR, Ferrat, GC ve Eichelmann, MCG (2005). Escherichia coli bakterilerinde sabit faz. Rev. Latinoamericana Microbiología, 47, 92-101.