NUKLEOID: CIRI, STRUKTUR, KOMPOSISI, FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The nucleoid adalah satu kawasan yang tidak teratur, dengan penampilan bercelaru terletak di dalam sel-sel prokariot, menduduki wilayah yang penting sitoplasma dan kerana jelas beza ke fasa yang berbeza.

Yang terakhir ini dibezakan sebagai tempat di mana DNA bakteria terkonsentrasi, sebagai satu-satunya molekul panjang dengan dua rantai yang membentuk kromosom bakteria yang terkondensasi, yang dapat dilihat sebagai nukleoid.

Nukleoid ditandakan dengan nombor 7. Sumber: LadyofHats

Ringkasnya, nukleoid adalah struktur yang serupa dengan nukleus eukariotik, tetapi tidak mempunyai batas struktur yang dapat dilihat. Walau bagaimanapun, adalah mungkin untuk membezakannya dari kandungan sitoplasma yang lain dan mengenalinya sebagai salah satu komponen utamanya.

ciri-ciri

Bentuk nukleoid adalah hasil dari banyak unjurannya, menghasilkan bentuk karang, yang selama penduaan mengambil bentuk yang lebih banyak, yang kemudian dipisahkan menjadi dua nukleoid yang berbeza.

Nukleoid adalah setara dengan kromatin dalam sel eukariotik, namun terdapat beberapa perbezaan yang ketara. Pertama, protein asas (jenis histon) yang terdapat dalam nukleoid tidak membentuk struktur biasa dan padat seperti histon dalam nukleosom kromatin, menunjukkan organisasi yang kurang kompleks.

Selain itu, ketegangan heliks yang memadatkan DNA nukleoid adalah dari jenis plectonemic dan toroidal, dan dalam kromatin ketegangan yang disebabkan oleh interaksi antara DNA dan histon adalah jenis toroidal (supercoiling).

DNA dalam sel prokariotik berbentuk bulat dan mereka hanya mempunyai satu kromosom dan, akibatnya, satu salinan setiap gen, adalah genetik haploid.

Genom bakteria agak kecil dan mudah dimanipulasi, menambah atau membuang serpihan DNA (kerana mudahnya pemisahan dari komponen nukleoid yang lain) dapat diperkenalkan semula menjadi bakteria, menjadikannya sesuai untuk bekerja Kejuruteraan genetik.

Struktur dan komposisi

Nukleoid, juga dikenal sebagai badan kromatin, memiliki komponen DNA utamanya, yang membentuk lebih dari separuh kandungannya dan terkondensasi sekitar 1000 kali. Oleh kerana setiap nukleoid diasingkan, jisimnya terdiri daripada 80% DNA.

Namun, selain genomnya, ia mempunyai molekul RNA dan pelbagai enzim seperti polimerase RNA dan topoisomerase, serta protein asas.

Dalam pelbagai bakteria terdapat bahan genetik yang tidak tertumpu pada nukleoid, tetapi tersebar di sitoplasma dalam struktur yang disebut plasmid, di mana molekul DNA yang lebih kecil dijumpai.

Varieti protein lain yang berkait rapat dengan nukleoid mempunyai fungsi untuk menjadikannya pekat dan padat dan juga memfasilitasi pemisahan bahan genetik ke sel anak. Proses sintesis RNA dan protein dalam nukleoid nampaknya membantu dalam pemeliharaan keseluruhan bentuk nukleoid.

Sebaliknya, semasa proses seperti pembezaan sel atau penggunaan keadaan pendam, bentuk nukleoid berbeza secara mendadak.

Penyusunan nukleoid berbeza mengikut spesies bakteria yang dinilai. Protein berkaitan nukleoid lain (PAN) juga mempengaruhi organisasinya.

Nukleoid dalam pembahagian sel

Apabila bakteria mula membelah, nukleoid mengandungi bahan dari dua genom, produk sintesis DNA. Bahan pendua ini diedarkan di antara sel anak, kerana pembahagian sel.

Semasa proses ini, setiap genom, melalui protein yang berkaitan dengan nukleoid dan membran, mengikat pada sektor-sektor tertentu yang terakhir yang akan menarik dua kawasan kromosom bakteria ketika pembelahan berlaku, sehingga setiap petak yang berasal (iaitu masing-masing sel anak perempuan) dibiarkan dengan nukleoid.

Beberapa protein seperti HU dan IHF terikat erat pada DNA dan mengambil bahagian dalam pemeluwapan, replikasi, dan lipatannya.

ciri-ciri

Nukleoid bukan sahaja pembawa bahan genetik yang tidak aktif (kromosom bakteria). Di samping itu, bersama dengan tindakan protein yang menyertainya, mereka melindungi DNA. Pemadatannya berkorelasi langsung dengan perlindungan genom semasa proses seperti tekanan oksidatif dan faktor fizikal seperti radiasi.

Ini juga mengambil bahagian dengan cara terkenal dalam organisasi selular global dan bahkan mempunyai peranan mendasar dalam menentukan lokasi pembelahan sel semasa pembelahan binari. Dengan cara ini, pemotongan tidak tepat dielakkan pada nukleoid yang akan membentuk sel anak ketika septum pemisah terbentuk.

Mungkin kerana alasan ini, nukleoid mengambil kedudukan tertentu di dalam sel, melalui pengangkutan DNA yang dimediasi oleh protein yang berkaitan dengan nukleoid (seperti Fts yang terdapat di septum semasa pembelahan binari) untuk menjauhkan DNA dari dinding pemisah.

Mekanisme penghijrahan nukleoid dan kedudukannya di dalam sel bakteria belum diketahui dengan tepat, namun ada kemungkinan faktor yang mengatur pergerakannya dalam sitoplasma.

Nukleoid dalam bakteria tanpa pembelahan binari

Walaupun nukleoid lebih baik dicirikan pada bakteria yang menunjukkan pembelahan binari, terdapat beberapa varian bakteria yang membelah atau membiak dengan kaedah lain.

Pada bakteria yang menggunakan tunas sebagai alat pembiakan, nukleoid nampaknya memiliki segmentasi, jadi kemudian ada keragaman dalam organisasi struktur bakteria ini.

Dalam bakteria seperti Gemmata obscuriglobus, yang berkembang biak dengan pemula, nukleoid mempunyai serangkaian petak, yang dibatasi oleh membran intracytoplasma.

Dalam spesies ini, apabila sel anak perempuan keluar, ia menerima nukleoid telanjang yang dilindungi oleh membran intracytoplasma semasa tunas matang dan dilepaskan dari sel induk.

Bakteria besar lain mempunyai sebilangan besar nukleoid yang tersebar dan terpisah di sekitar pinggirannya, sementara seloplasma selebihnya tetap bebas dari DNA. Ini merupakan kes polyploidy yang lebih biasa pada sel eukariotik.

Perbezaan dengan inti eukariotik

Dalam kes sel prokariotik, nukleoid tidak mempunyai membran, berbeza dengan inti sel eukariotik yang mempunyai selaput yang membungkus genomnya dan melindunginya.

Dalam sel eukariotik, bahan genetik disusun dalam kromosom dengan cara yang sangat padat atau teratur, sementara nukleoid kurang padat dan lebih tersebar. Walau bagaimanapun, dalam prokariota ia membentuk badan yang ditentukan dan boleh dibezakan.

Bilangan kromosom dalam sel eukariotik biasanya berbeza-beza. Walau bagaimanapun, mereka lebih banyak daripada organisma prokariotik yang hanya mempunyai satu. Berbeza dengan bahan genom bakteria, sel eukariotik memiliki dua salinan setiap gen, menjadikannya genetik diploid.

Rujukan

1. Lewin, B. (1994). Gen Edisi ke-2 Reverte, Sepanyol.
2. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brock: Biologi Mikroorganisma. Pendidikan Pearson.
3. Margolin W. (2010) Pengimejan Nukleoid Bakteria. Dalam: Dame RT, Dorman CJ (eds) Chromatin Bakteria. Springer, Dordrecht
4. Müller-Esterl, W. (2008). Biokimia. Asas perubatan dan sains hayat. Reverte.
5. Wang, L., & Lutkenhaus, J. (1998). FtsK adalah protein pembelahan sel penting yang dilokalisasikan ke septum dan disebabkan sebagai tindak balas SOS. Mikrobiologi molekul, 29 (3), 731-740.
6. Santos, AR, Ferrat, GC, & Eichelmann, MCG (2005). Fasa pegun dalam bakteria Escherichia coli. Pendeta Latinoamericana Microbiología, 47, 92-101.