- ลักษณะเฉพาะ
- โครงสร้างและองค์ประกอบ
- นิวคลีออยด์ในการแบ่งเซลล์
- คุณสมบัติ
- นิวคลีออยด์ในแบคทีเรียที่ไม่มีฟิชชันไบนารี
- ความแตกต่างกับนิวเคลียสยูคาริโอต
- อ้างอิง
nucleoidเป็นภูมิภาคที่ผิดปกติมีลักษณะเป็นระเบียบอยู่ภายในเซลล์นิวเคลียสครอบครองภูมิภาคที่สำคัญของพลาสซึมและเนื่องจากอนุพันธ์ได้อย่างชัดเจนกับขั้นตอนที่แตกต่างกัน
หลังนี้มีความโดดเด่นในฐานะสถานที่ที่ดีเอ็นเอของแบคทีเรียมีความเข้มข้นเนื่องจากเป็นโมเลกุลที่ยาวเพียงโมเลกุลเดียวที่มีโซ่สองเส้นที่สร้างสิ่งที่เรียกว่าโครโมโซมของแบคทีเรียที่ควบแน่นโดยมองเห็นเป็นนิวคลีออยด์
นิวคลีออยด์มีเครื่องหมายเลข 7 ที่มา: LadyofHats
พูดง่ายๆก็คือนิวเคลียสเป็นโครงสร้างที่คล้ายกับนิวเคลียสยูคาริโอต แต่ไม่มีขอบเขตโครงสร้างที่มองเห็นได้ อย่างไรก็ตามเป็นไปได้ที่จะแยกความแตกต่างจากเนื้อหาไซโตพลาสซึมที่เหลือและรับรู้ว่าเป็นองค์ประกอบหลักอย่างหนึ่ง
ลักษณะเฉพาะ
รูปร่างของนิวคลีออยด์เป็นผลมาจากการคาดคะเนจำนวนมากทำให้เกิดรูปร่างของปะการังซึ่งในระหว่างการทำสำเนาจะมีรูปร่างที่มีรูปทรงกลมมากขึ้นซึ่งจะแยกออกเป็นสองนิวคลีโออยด์ที่แตกต่างกัน
นิวคลีออยด์เทียบเท่ากับโครมาตินในเซลล์ยูคาริโอตอย่างไรก็ตามมีความแตกต่างที่น่าสังเกตบางประการ ประการแรกโปรตีนพื้นฐาน (ประเภทฮิสโตน) ที่มีอยู่ในนิวคลีออยด์ไม่ได้สร้างโครงสร้างที่สม่ำเสมอและกะทัดรัดเช่นฮิสโตนในนิวคลีโอโซมของโครมาตินซึ่งเป็นองค์กรที่ซับซ้อนน้อยกว่า
นอกจากนี้ความตึงของขดลวดที่บีบอัดดีเอ็นเอของนิวคลีออยด์ยังเป็นชนิด plectonemic และ toroidal และในโครมาตินความตึงเครียดที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่าง DNA และฮิสโตนเป็นประเภท toroidal (supercoiling)
ดีเอ็นเอในเซลล์โปรคาริโอตมีลักษณะเป็นวงกลมและมีโครโมโซมเพียงชุดเดียวและด้วยเหตุนี้จึงมียีนหนึ่งสำเนาซึ่งเป็นยีนเดี่ยวทางพันธุกรรม
จีโนมของแบคทีเรียมีขนาดค่อนข้างเล็กและง่ายต่อการจัดการเพิ่มหรือลบชิ้นส่วนดีเอ็นเอ (เนื่องจากการแยกตัวออกจากส่วนที่เหลือของนิวคลีออยด์ได้ง่าย) สามารถนำกลับมาใช้ใหม่เป็นแบคทีเรียได้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งาน พันธุวิศวกรรม.
โครงสร้างและองค์ประกอบ
นิวคลีออยด์หรือที่เรียกว่าร่างกายโครมาตินมี DNA เป็นส่วนประกอบหลักซึ่งประกอบด้วยเนื้อหามากกว่าครึ่งหนึ่งและถูกควบแน่นประมาณ 1,000 เท่า เนื่องจากนิวเคลียสแต่ละตัวแยกออกจากกันมวลของมันจึงประกอบด้วย DNA 80%
อย่างไรก็ตามนอกจากจีโนมแล้วยังมีโมเลกุล RNA และเอนไซม์อีกมากมายเช่น RNA polymerase และ topoisomerases รวมถึงโปรตีนพื้นฐาน
ในแบคทีเรียหลายชนิดมีสารพันธุกรรมที่ไม่เข้มข้นในนิวคลีออยด์ แต่กระจายอยู่ในไซโทพลาสซึมในโครงสร้างที่เรียกว่าพลาสมิดซึ่งพบโมเลกุลดีเอ็นเอที่เล็กกว่า
โปรตีนสายพันธุ์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับนิวคลีออยด์มีหน้าที่ทำให้มันควบแน่นและกระชับและยังช่วยในการแยกสารพันธุกรรมไปยังเซลล์ลูกสาว กระบวนการของ RNA และการสังเคราะห์โปรตีนในนิวคลีออยด์ดูเหมือนจะช่วยในการรักษารูปร่างโดยรวมของนิวคลีออยด์
ในทางกลับกันในระหว่างกระบวนการต่างๆเช่นการแตกต่างของเซลล์หรือในการยอมรับสถานะแฝงรูปร่างของนิวคลีออยด์จะแตกต่างกันไปอย่างมาก
การจัดระเบียบของนิวคลีออยด์แตกต่างกันไปตามชนิดของแบคทีเรียที่ประเมิน โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับนิวคลีออยด์ (PAN) อื่น ๆ ก็มีอิทธิพลต่อองค์กรเช่นกัน
นิวคลีออยด์ในการแบ่งเซลล์
เมื่อแบคทีเรียเริ่มแบ่งตัวนิวเคลียสจะมีวัสดุของจีโนมสองชนิดซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากการสังเคราะห์ดีเอ็นเอ วัสดุที่ทำซ้ำนี้กระจายไปตามเซลล์ของลูกสาวเนื่องจากการแบ่งเซลล์
ในระหว่างกระบวนการนี้แต่ละจีโนมผ่านโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับนิวคลีออยด์และเมมเบรนจะจับกับบางส่วนของส่วนหลังซึ่งจะดึงสองบริเวณของโครโมโซมของแบคทีเรียเมื่อเกิดการแบ่งตัวเพื่อให้แต่ละช่องที่มา (นั่นคือแต่ละส่วน เซลล์ลูกสาว) เหลือ แต่นิวคลีออยด์
โปรตีนหลายชนิดเช่น HU และ IHF จับกับ DNA อย่างแน่นหนาและมีส่วนร่วมในการควบแน่นการจำลองแบบและการพับ
คุณสมบัติ
นิวคลีออยด์ไม่เพียง แต่เป็นพาหะของสารพันธุกรรมเท่านั้น (โครโมโซมของแบคทีเรีย) นอกจากนี้เมื่อรวมกับการทำงานของโปรตีนที่อยู่ในนั้นพวกมันจะปกป้อง DNA การบดอัดมีความสัมพันธ์โดยตรงกับการปกป้องจีโนมในระหว่างกระบวนการต่างๆเช่นความเครียดออกซิเดชั่นและปัจจัยทางกายภาพเช่นการฉายรังสี
นอกจากนี้ยังมีส่วนร่วมในวิธีที่มีชื่อเสียงในองค์กรเซลลูลาร์ทั่วโลกและยังมีบทบาทพื้นฐานในการกำหนดตำแหน่งของการแบ่งเซลล์ในระหว่างฟิชชันแบบไบนารี ด้วยวิธีนี้จะหลีกเลี่ยงการตัดที่ไม่ถูกต้องในนิวคลีอยด์ซึ่งจะประกอบเป็นเซลล์ลูกสาวเมื่อมีการสร้างกะบังที่แบ่งตัว
ด้วยเหตุนี้นิวคลีออยด์จึงใช้ตำแหน่งเฉพาะภายในเซลล์โดยการขนส่งดีเอ็นเอที่เป็นสื่อกลางโดยโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับนิวคลีออยด์ (เช่น Fts ที่มีอยู่ในกะบังระหว่างฟิชชันแบบไบนารี) เพื่อป้องกันไม่ให้ DNA อยู่ห่างจากกะบังที่แบ่งตัว
ยังไม่ทราบกลไกการย้ายถิ่นของนิวคลีออยด์และตำแหน่งภายในเซลล์แบคทีเรียด้วยความแม่นยำอย่างไรก็ตามมีปัจจัยที่เป็นไปได้มากที่ควบคุมการเคลื่อนที่ภายในไซโทพลาสซึม
นิวคลีออยด์ในแบคทีเรียที่ไม่มีฟิชชันไบนารี
แม้ว่านิวคลีออยด์จะมีลักษณะที่ดีกว่าในแบคทีเรียที่แสดงฟิชชันแบบไบนารี แต่ก็มีแบคทีเรียบางชนิดที่แบ่งตัวหรือสืบพันธุ์ด้วยวิธีการอื่น
ในแบคทีเรียที่ใช้การแตกหน่อเป็นวิธีการสืบพันธุ์เห็นได้ชัดว่านิวเคลียสมีการแบ่งกลุ่มดังนั้นจึงมีความหลากหลายในการจัดโครงสร้างของแบคทีเรียนี้
ในแบคทีเรียเช่นเจมมาตาแอคคูริโกลบัสซึ่งแพร่พันธุ์โดยการแตกหน่อนิวคลีออยด์มีหลายช่องซึ่งคั่นด้วยเมมเบรนภายในเซลล์
ในสายพันธุ์นี้เมื่อเซลล์ลูกสาวออกจากเซลล์จะได้รับนิวคลีออยด์เปล่าที่ปกคลุมด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ในช่องท้องเมื่อตาเจริญเติบโตและถูกปล่อยออกจากเซลล์แม่
แบคทีเรียขนาดใหญ่อื่น ๆ มีนิวคลีออยด์จำนวนมากกระจัดกระจายและแยกออกจากกันรอบนอกในขณะที่ไซโทพลาสซึมที่เหลือยังคงปราศจากดีเอ็นเอ นี่ถือเป็นกรณีของโพลีพลอยด์ที่คุ้นเคยในเซลล์ยูคาริโอต
ความแตกต่างกับนิวเคลียสยูคาริโอต
ในกรณีของเซลล์โปรคาริโอตนิวคลีออยด์จะขาดเยื่อหุ้มซึ่งตรงกันข้ามกับนิวเคลียสของเซลล์ยูคาริโอตซึ่งมีเยื่อหุ้มจีโนมและปกป้องมัน
ในเซลล์ยูคาริโอตสารพันธุกรรมจะถูกจัดเรียงในโครโมโซมด้วยวิธีที่กะทัดรัดหรือเป็นระเบียบในขณะที่นิวคลีออยด์มีขนาดกะทัดรัดน้อยกว่าและกระจายตัวได้มากขึ้น อย่างไรก็ตามในโปรคาริโอตจะสร้างร่างกายที่กำหนดและแตกต่างกัน
จำนวนโครโมโซมในเซลล์ยูคาริโอตมักจะแตกต่างกันไป อย่างไรก็ตามพวกมันมีจำนวนมากกว่าสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตที่มีเพียงตัวเดียว ในทางตรงกันข้ามกับวัสดุจีโนมของแบคทีเรียเซลล์ยูคาริโอตมียีนสองชุดทำให้มียีนซ้ำกันทางพันธุกรรม
อ้างอิง
- Lewin, B. (1994). ยีน 2nd Edition Editorial Reverte, สเปน
- Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brock: ชีววิทยาของจุลินทรีย์. การศึกษาของเพียร์สัน.
- Margolin W. (2010) การถ่ายภาพแบคทีเรียนิวคลีออยด์. ใน: Dame RT, Dorman CJ (eds) Bacterial Chromatin สปริงเกอร์, Dordrecht
- Müller-Esterl, W. (2008). ชีวเคมี. พื้นฐานด้านการแพทย์และวิทยาศาสตร์ชีวภาพ Reverte
- Wang, L. , & Lutkenhaus, J. (1998). FtsK เป็นโปรตีนการแบ่งเซลล์ที่จำเป็นซึ่งถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่นที่กะบังและถูกกระตุ้นให้เป็นส่วนหนึ่งของการตอบสนอง SOS จุลชีววิทยาระดับโมเลกุล, 29 (3), 731-740.
- Santos, AR, Ferrat, GC และ Eichelmann, MCG (2005) ระยะหยุดนิ่งในแบคทีเรีย Escherichia coli รายได้ Latinoamericana Microbiología, 47, 92-101