nucleoid merupakan daerah yang tidak teratur, dengan penampilan yang teratur terletak di dalam sel prokariotik, menempati wilayah penting dari sitoplasma dan karena jelas terdiferensiasi ke fase yang berbeda.
Yang terakhir ini dibedakan sebagai tempat di mana DNA bakteri terkonsentrasi , sebagai satu-satunya molekul panjang dengan dua rantai membentuk apa yang disebut kromosom bakteri yang mengembun, terlihat sebagai nukleoid.
Nukleoid ditandai dengan angka 7. Sumber: LadyofHats [Domain publik]
Secara sederhana, nukleoid adalah struktur yang mirip dengan nukleus eukariotik, tetapi tidak memiliki batas struktural yang terlihat. Namun, dimungkinkan untuk membedakannya dari konten sitoplasma lainnya dan mengenalinya sebagai salah satu komponen utamanya.
Indeks artikel
Karakteristik
Bentuk nukleoid adalah hasil dari banyak proyeksi, sehingga membentuk karang, yang selama duplikasi mengambil bentuk yang lebih bilobed, yang kemudian terpisah menjadi dua nukleoid yang berbeda.
Nukleoid adalah setara dengan kromatin dalam sel eukariotik, namun ada beberapa perbedaan penting. Pertama, protein dasar (tipe histon) yang ada dalam nukleoid tidak membentuk struktur yang teratur dan padat seperti histon dalam nukleosom kromatin, menyajikan organisasi yang kurang kompleks.
Selain itu, tegangan heliks yang memadatkan DNA nukleoid adalah tipe plectonemic dan toroidal dan pada kromatin tegangan yang disebabkan oleh interaksi antara DNA dan histon adalah tipe toroidal (supercoiling).
DNA dalam sel prokariotik berbentuk sirkular dan mereka hanya memiliki satu kromosom dan, akibatnya, satu salinan dari setiap gen, menjadi haploid genetik.
Genom bakteri relatif kecil dan mudah untuk dimanipulasi, menambah atau menghilangkan fragmen DNA (karena pemisahannya yang mudah dari komponen nukleoid lainnya) dapat diperkenalkan kembali ke dalam bakteri, sehingga ideal untuk bekerja pada rekayasa genetika.
Struktur dan komposisi
Nukleoid, juga dikenal sebagai badan kromatin, memiliki DNA sebagai komponen utamanya, yang merupakan lebih dari setengah isinya dan terkondensasi sekitar 1000 kali. Karena setiap nukleoid diisolasi, massanya terdiri dari 80% DNA.
Namun, selain genomnya, ia memiliki molekul RNA dan berbagai macam enzim seperti RNA polimerase dan topoisomerase, serta protein dasar.
Dalam berbagai macam bakteri ada materi genetik yang tidak terkonsentrasi di nukleoid, tetapi tersebar di sitoplasma dalam struktur yang disebut plasmid, di mana molekul DNA yang lebih kecil ditemukan.
Varietas protein lain yang terkait erat dengan nukleoid memiliki fungsi menjaganya tetap padat dan kompak dan juga memfasilitasi pemisahan materi genetik ke sel anak. Proses sintesis RNA dan protein dalam nukleoid tampaknya membantu dalam pemeliharaan bentuk keseluruhan nukleoid.
Di sisi lain, selama proses seperti diferensiasi sel atau dalam adopsi keadaan laten, bentuk nukleoid bervariasi secara dramatis.
Organisasi nukleoid bervariasi sesuai dengan spesies bakteri yang dievaluasi. Protein terkait nukleoid (PAN) lainnya juga memengaruhi organisasinya.
Nukleoid dalam pembelahan sel
Ketika bakteri sudah mulai membelah, nukleoid mengandung bahan dari dua genom, produk sintesis DNA. Materi duplikat ini didistribusikan di antara sel anak, karena pembelahan sel.
Selama proses ini, setiap genom, melalui protein yang terkait dengan nukleoid dan membran, mengikat sektor-sektor tertentu yang terakhir yang akan menarik dua wilayah kromosom bakteri ketika pembelahan terjadi, sehingga setiap kompartemen yang berasal (yaitu, setiap sel anak ) yang tersisa dengan nukleoid.
Beberapa protein seperti HU dan IHF mengikat erat DNA dan berpartisipasi dalam kondensasi, replikasi, dan pelipatannya.
Fitur
Nukleoid bukan hanya pembawa materi genetik yang tidak aktif (kromosom bakteri). Selain itu, bersama dengan aksi protein yang menyertainya, mereka melindungi DNA. Pemadatannya berkorelasi langsung dengan perlindungan genom selama proses seperti stres oksidatif dan faktor fisik seperti radiasi.
Ini juga berpartisipasi dalam cara yang terkenal dalam organisasi seluler global dan bahkan memiliki peran mendasar dalam menentukan tempat pembelahan sel selama pembelahan biner. Dengan cara ini, pemotongan yang tidak akurat dapat dihindari pada nukleoid yang akan membentuk sel anak ketika septum pemisah terbentuk.
Mungkin karena alasan ini, nukleoid mengadopsi posisi spesifik di dalam sel, melalui transpor DNA yang dimediasi oleh protein terkait nukleoid (seperti Fts yang ada di septum selama pembelahan biner) untuk menjauhkan DNA dari septum yang membelah.
Mekanisme migrasi nukleoid dan posisinya di dalam sel bakteri belum diketahui secara pasti, namun kemungkinan besar terdapat faktor yang mengatur pergerakannya di dalam sitoplasma.
Nukleoid pada bakteri tanpa pembelahan biner
Meskipun nukleoid telah dicirikan dengan lebih baik pada bakteri yang menunjukkan pembelahan biner, ada beberapa varian pada bakteri yang membelah atau bereproduksi dengan metode lain.
Pada bakteri yang menggunakan tunas sebagai alat reproduksi, nukleoidnya ternyata memiliki segmentasi, sehingga terjadi keragaman dalam organisasi struktur bakteri ini.
Pada bakteri seperti Gemmata obscuriglobus , yang berkembang biak dengan tunas, nukleoid memiliki serangkaian kompartemen, yang dibatasi oleh membran intracytoplasmic.
Pada spesies ini, ketika sel anak keluar, ia menerima nukleoid telanjang yang ditutupi oleh membran intracytoplasmic saat tunas matang dan dilepaskan dari sel induk.
Bakteri besar lainnya memiliki sejumlah besar nukleoid yang tersebar dan terpisah di sekitar pinggirannya, sedangkan sisa sitoplasma tetap bebas dari DNA. Ini merupakan kasus poliploidi yang lebih akrab pada sel eukariotik.
Perbedaan dengan inti eukariotik
Dalam kasus sel prokariotik, nukleoid tidak memiliki membran, berbeda dengan inti sel eukariotik, yang memiliki membran yang membungkus genomnya dan melindunginya.
Dalam sel eukariotik , materi genetik diatur dalam kromosom dengan cara yang sangat kompak atau terorganisir, sedangkan nukleoid kurang kompak dan lebih tersebar. Namun, pada prokariota ia membentuk tubuh yang terdefinisi dan dapat dibedakan.
Jumlah kromosom dalam sel eukariotik biasanya bervariasi. Namun, mereka lebih banyak daripada organisme prokariotik yang hanya memiliki satu. Berbeda dengan materi genom bakteri, sel eukariotik memiliki dua salinan dari setiap gen, membuat mereka secara genetik diploid.
Referensi
- Lewin, B. (1994). gen Editorial Edisi ke-2 Reverte, Spanyol.
- Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brock: Biologi Mikroorganisme . Pendidikan Pearson.
- Margolin W. (2010) Pencitraan Nukleoid Bakteri. Dalam: Dame RT, Dorman CJ (eds) Bakteri Kromatin. Springer, Dordrecht
- Muller-Esterl, W. (2008). Biokimia. Dasar-dasar kedokteran dan ilmu kehidupan . Kembalikan.
- Wang, L., & Lutkenhaus, J. (1998). FtsK adalah protein pembelahan sel esensial yang terlokalisasi pada septum dan diinduksi sebagai bagian dari respons SOS. Mikrobiologi molekuler , 29 (3), 731-740.
- Santos, AR, Ferrat, GC, & Eichelmann, MCG (2005). Fase diam pada bakteri Escherichia coli. Rev. Latinoamericana Microbiología , 47 , 92-101.
