- Característiques
- Estructura i composició
- El nucleoide en la divisió cel·lular
- funcions
- Nucleoide en bacteris sense fissió binària
- Diferències amb el nucli eucariota
- referències
El nucleoide és una regió irregular, amb aparença desordenada ubicada a l'interior de les cèl·lules procariotes ocupant una regió important de l'citoplasma i clarament diferenciable per la seva diferent fase.
Aquest últim es distingeix com el lloc on està concentrat l'ADN bacterià, com a única molècula llarga de dues cadenes formant l'anomenat cromosoma bacterià que es condensa sent visible com un nucleoide.
El nucleoide està assenyalada amb el número 7. Font: LadyofHats
De manera senzilla, el nucleoide és una estructura similar a l'nucli eucariota, però no posseeix delimitacions estructurals visibles. No obstant això, si és possible diferenciar-ho de la resta de l'contingut citoplasmàtic i reconèixer-lo com un dels seus principals components.
Característiques
La forma que posseeix el nucleoide és el resultat de moltes projeccions d'aquest, donant com a resultat una forma coralina, que durant la duplicació adopta una forma més bilobada, que després es separa en dos nucleoides diferents.
El nucleoide és l'equivalent de la cromatina en les cèl·lules eucariotes, però hi ha certes diferències notables. En primer lloc, les proteïnes bàsiques (tipus histona) presents al nucleoide no formen estructures regulars i compactes com les histones en els nucleosomes de la cromatina, presentant una organització menys complexa.
En addició, la tensió helicoïdal que compacta l'ADN de l'nucleoide és de tipus plectonémico i toroïdal i en la cromatina la tensió provocada per la interacció entre ADN i histones és de tipus toroidal (súper enrotllament).
L'ADN en les cèl·lules procariotes és circular i només presenten un cromosoma i, en conseqüència, una còpia de cada gen sent haploides genètics.
El genoma dels bacteris és relativament petit i fàcil de manipular, afegint o eliminant fragments d'ADN (a causa de la seva fàcil dissociació de la resta dels components de l'nucleoide) es poden introduir de nou en els bacteris, de manera que és ideal per als treballs de enginyeria genètica.
Estructura i composició
El nucleoide, també conegut com a cos cromatínic, té com a component principal el ADN que constitueix més de la meitat del seu contingut i està condensat al voltant 1000 vegades. A l'aïllar cada nucleoide, la seva massa està constituïda per 80% d'ADN.
No obstant això, a més del seu genoma posseeix molècules d'ARN i una gran varietat d'enzims com ARN polimerasa i topoisomerases, a més de proteïnes bàsiques.
En una gran varietat de bacteris hi ha material genètic que no està concentrat en el nucleoide, però que es troba dispers en el citoplasma en estructures denominades plasmidis, en els quals es troben molècules d'ADN més petites.
Altres varietats de proteïnes associades íntimament amb el nucleoide tenen la funció de mantenir a la mateixa condensat i compacte i també facilitar la segregació de l'material genètic a les cèl·lules filles. Els processos de síntesi d'ARN i proteïnes en el nucleoide semblen ajudar en el manteniment de la forma global de l'nucleoide.
D'altra banda, durant processos com la diferenciació cel·lular o en l'adopció d'estats latents la forma de l'nucleoide varia dramàticament.
L'organització de l'nucleoide varia d'acord a l'espècie de bacteri que s'avaluï. Altres proteïnes associades a l'nucleoide (PA) influeixen també en la seva organització.
El nucleoide en la divisió cel·lular
Quan els bacteris s'han començat a dividir, el nucleoide conté el material de dos genomes, producte de la síntesi d'ADN. Aquest material duplicat es reparteix entre les cèl·lules filles, a causa de la divisió cel·lular.
Durant aquest procés, cada genoma, mitjançant proteïnes associades a l'nucleoide ia la membrana, s'uneix a certs sectors d'aquesta última que aniran tirant de dues regions de l'cromosoma bacterià quan es produeix la divisió, de manera que cada compartiment originat (és a dir, cada cèl·lula filla) queda amb un nucleoide.
Diverses proteïnes com la HU i IHF s'uneixen fortament a l'ADN i participen en la seva condensació, replicació i plegat.
funcions
El nucleoide no només és un portador inactiu de l'material genètic (cromosoma bacterià). A més al costat de l'acció de proteïnes acompanyants en el mateix, protegeixen l'ADN. La seva compactació aquesta correlacionada directament amb la protecció de l'genoma durant processos com l'estrès oxidatiu i factors físics com la radiació.
Aquest també participa de manera notòria en l'organització cel·lular global i inclusivament té un paper fonamental en la determinació de el lloc de divisió cel·lular durant la fissió binària. D'aquesta manera, s'evita que es produeixin talls sense precisió en els nucleoides que conformaran a les cèl·lules filles quan es forma el septe divisori.
Probablement per aquesta raó, els nucleoides adopten posicions especifiques dins de la cèl·lula, mitjançant transport d'ADN mediat per proteïnes associades a l'nucleoide (com la FTS present en el septe durant la fissió binària) per mantenir allunyat l'ADN de l'envà de divisió.
Els mecanismes de migració de l'nucleoide i la seva posició dins de la cèl·lula bacteriana encara no es coneixen amb precisió, però molt probablement hi ha factors que regulen el seu moviment dins de l'citoplasma.
Nucleoide en bacteris sense fissió binària
Tot i que el nucleoide ha estat millor caracteritzat en bacteris que presenten fissió binària, hi ha algunes variants en bacteris que es divideixen o reprodueixen per altres mètodes.
En aquelles bacteris que usen la gemmació com a mitjà de reproducció, el nucleoide aparentment té segmentació, de manera que hi llavors una diversitat en l'organització d'aquesta estructura bacteriana.
En bacteris com Gemmata obscuriglobus, la qual es reprodueix per gemmació el nucleoide posseeix una sèrie de compartiments, que estan delimitats per una membrana intracitoplasmàtica.
En aquesta espècie, quan una cèl·lula filla surt, rep una nucleoide nu que és recobert per una membrana intracitoplasmàtica a mesura que el rovell madura i s'allibera de la cèl·lula progenitora.
Altres bacteris de grans dimensions posseeixen una gran quantitat de nucleoides dispersos i separats al voltant de la seva perifèria, mentre que la resta de l'citoplasma roman lliure d'ADN. Això constitueix un cas de poliploïdia que és més familiar en cèl·lules eucariotes.
Diferències amb el nucli eucariota
En el cas de les cèl·lules procariotes el nucleoide no té membrana, contrastant amb el nucli de les cèl·lules eucariotes el qual si posseeix una membrana que empaqueta el seu genoma i el protegeix.
En la cèl·lula eucariota, el material genètic està organitzat en els cromosomes de manera molt compacta o organitzada, mentre que el nucleoide és menys compacte i més dispers. No obstant això, en procariotes forma cossos definits i diferenciables.
El nombre de cromosomes en la cèl·lula eucariota sol variar. No obstant això, són més nombrosos que els organismes procariotes que només posseeixen un. En contrast amb el material genòmic dels bacteris, les cèl·lules eucariotes posseeixen dues còpies de cada gen, pel que són diploides genèticament.
referències
- Lewin, B. (1994). Gens. 2dóna Edició Editorial Reverte, Espanya.
- Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brock: Biologia dels microorganismes. Pearson Educacion.
- Margolin W. (2010) Imaging the Bacterial Nucleoid. In: Dóna'm RT, Dorman CJ (eds) Bacterial Chromatin. Springer, Dordrecht
- Müller-Esterl, W. (2008). Bioquímica. Fonaments per a medicina i ciències de la vida. Reverte.
- Wang, L., & Lutkenhaus, J. (1998). FtsK is an essential cell division protein that is localized to the septe and induced es part of the SOS response. Molecular microbiology, 29 (3), 731-740.
- Sants, AR, Ferrat, GC, & Eichelmann, MCG (2005). La fase estacionària en el bacteri Escherichia coli. Rev. Llatinoamericana Microbiologia, 47, 92-101.