Episom: jenis dan karakteristiknya

Sebuah episom , di bidang genetika, adalah DNA molekul yang mampu mereplikasi secara mandiri dalam sitoplasma sel inang, dan yang secara fisik terintegrasi ke kromosom sel inang, juga bereplikasi sebagai molekul tunggal (pada saat yang sama yang kita sebut terkointegrasi).

Oleh karena itu, episom dapat diartikan sebagai bentuk koeksistensi, dan bukan sebagai jenis replika. Bahkan, untuk beberapa penulis, transposon dan urutan penyisipan dapat dianggap sebagai episom, karena mereka secara efektif dibawa pada kromosom sel inang, meskipun mereka tidak pernah memiliki keberadaan yang independen dan otonom di sitoplasma.

kumpulan genetik

Dalam sel eukariotik , sebaliknya, episom lebih mengacu pada replikasi virus yang hidup berdampingan sebagai plasmid dalam sel yang terinfeksi daripada virus yang dapat berintegrasi ke dalam genom sel inang.

Ini bukan satu-satunya contoh di mana kata yang sama memiliki arti yang berbeda pada eukariota dan prokariota (misalnya, istilah transformasi). Episom memiliki sejarah yang kaya dalam perkembangan genetika cararn, karena mereka membantu mengungkap fenomena menarik yang berkaitan dengan hereditas.

Indeks artikel

Episom yang merupakan bakteriofag

Salah satu contoh klasik episom adalah bakteriofag lambda pada bakteri inangnya, yang paling terkenal adalah Escherichia coli. Bakteriofag (disingkat fag) adalah virus yang menginfeksi bakteri.

Dalam kondisi yang kondusif untuk infeksi bakteri oleh fag, genom virus yang dimasukkan ke dalam sitoplasma sebagai molekul linier dapat diperedarankan, dan melalui peristiwa rekombinasi spesifik lokasi, diintegrasikan ke dalam kromosom bakteri inang.

Di dalam genom fag ada urutan nukleotida pendek (attλ) yang secara sempurna melengkapi tempat pengikatan (attachment) pada kromosom sirkular bakteri (attB).

Peristiwa rekombinasi antara dua situs ini mengarah pada pembentukan kointegrasi antara dua lingkaran, sehingga menimbulkan lingkaran yang lebih besar. Karena kromosom bakteri bereplikasi, genom virus bereplikasi (dalam keadaan episom).

Hal ini dapat terjadi untuk generasi yang tak terbatas – kecuali peristiwa induktif mengarah pada pembelahan genom virus, dan masuk berikutnya ke dalam siklus replikasi otonom virus yang memuncak dalam lisis bakteri untuk melepaskan virion yang baru dihasilkan.

Episom yang merupakan plasmid

Contoh episom lain yang paling terkenal adalah faktor kesuburan, atau plasmid F. Kadang-kadang, tergantung pada konstitusi nukleotida bakteri inang (misalnya, E. coli), plasmid melingkar bergabung kembali dengan situs homolog yang ada pada kromosom bakteri yang menimbulkan kointegrasi.

Artinya, plasmid dapat bereplikasi dalam jumlah salinan rendah di sitoplasma bakteri, atau jika terintegrasi, bereplikasi secara keseluruhan dalam jumlah salinan yang sesuai dengan bakteri tanpa F (umumnya satu).

Dalam keadaan episomnya, F memberi bakteri kemampuan untuk menghasilkan sejumlah besar rekombinan setelah proses konjugasi.

Bakteri F + (yaitu, yang memiliki plasmid F otonom) yang mengalami penyisipan unsur ini dikatakan sebagai Hfr (untuk rekombinasi frekuensi tinggi, untuk akronimnya dalam bahasa Inggris), karena dengan peristiwa konjugasi, secara teoritis mampu “menyeret” seluruh kromosom bakteri ke dalam bakteri F (yaitu, tidak memiliki faktor kesuburan, atau plasmid F).

Secara umum, urutan yang memberikan homologi (dan karena itu kesamaan dan komplementaritas) antara plasmid F dan kromosom bakteri untuk memverifikasi proses rekombinasi situs-spesifik yang menimbulkan kointegrasi, adalah urutan penyisipan.

Episom pada sel eukariotik

Untuk alasan historis, istilah episom (di atas + tubuh) selalu dikaitkan dengan plasmid, yang awalnya berasal dari dunia unsur ekstrakromosomal pada prokariota.

Ketika menemukan unsur serupa pada eukariota, penggunaan yang sama diadopsi untuk menunjuk molekul genom virus yang mampu mereplikasi diri dalam jenis sel yang terinfeksi ini dengan sifat yang mirip dengan plasmid pada prokariota.

Artinya, dalam sel eukariotik yang terinfeksi virus, dalam beberapa kasus kita dapat menemukan bahwa, sebagai bagian dari siklus replikasinya, virus hidup berdampingan di dalam sel sebagai molekul DNA sirkular yang serupa dengan replika lain yang dijelaskan dalam, misalnya, bakteri.

Virus yang paling umum dikenal yang dapat hidup berdampingan sebagai molekul DNA melingkar yang bereplikasi secara otonom (dari kromosom inang) termasuk dalam famili Herpesviridae, Adenoviridae, dan Polyomaviridae.

Namun, tak satu pun dari mereka terintegrasi ke dalam genom inang, itulah sebabnya dapat dianggap bahwa mereka bereplikasi sebagai plasmid dan mereka tidak memenuhi kualitas intrinsik yang menjadi ciri episom: berintegrasi ke dalam genom inang.

Meskipun penghapusan istilah telah diusulkan, mungkin itu hanya akan menambah kebingungan pada topik yang sudah cukup kompleks dalam dirinya sendiri.

Kesimpulan.

Singkatnya, kita dapat mengatakan bahwa episom, secara etimologis, adalah unsur genetik dari replikasi otonom yang dapat hidup berdampingan dalam sel sebagai molekul DNA bebas, atau secara fisik terintegrasi ke dalam inang.

Namun, dari sudut pandang genetika, episom adalah plasmid atau virus yang dapat berintegrasi ke dalam genom prokariota, atau menjadi salah satu jenis plasmid yang dapat disimpan oleh sel eukariotik .

Menariknya, virus yang dapat menyisipkan ke dalam genom inang eukariotik (retrovirus) tidak dianggap sebagai episom.

Referensi

  1. Brock, TD 1990. Munculnya Genetika Bakteri. Pers Laboratorium Cold Spring Harbor. Pelabuhan Mata Air Dingin, MA, Amerika Serikat.
  2. Griffiths, AJF, Wessler, SR, Carroll, SB & Doebley, J. Pengantar Analisis Genetika. WH Freeman & Co, Penerbit McMillan. London, Inggris.
  3. Hayes, W. 1971. Genetika Bakteri dan Virusnya, Edisi Kedua. Publikasi Ilmiah Blackwell.
  4. Jacob, F. & Wollman, EL 1958. Les episom, unsur génétiques ajoutés. Comptes Rendus de l’Académie des Sciences de Paris, 247 (1): 154-156.
  5. Levy, JA, Fraenkel-Conrat, H. & Owens, OS 1994. Virologi, Edisi ke-3. Aula Prentice. Englerwood Cliffs, NJ, Amerika Serikat.