- מאפיינים
- מבנה והרכב
- הגרעין בחלוקת התא
- מאפיינים
- נוקלאאיד בחיידקים ללא ביקוע בינארי
- הבדלים עם הגרעין האוקריוטי
- הפניות
נוקלאואיד הינו איזור סדיר, עם הופעה מופרעת הממוקם בתוך תאים פרוקריוטים, כובש אזור חשוב של הציטופלסמה ובשל גזיר בבירור שלב אחר שלה.
זה האחרון נבדל כמקום בו מרוכז ה- DNA של החיידק, כמולקולה הארוכה היחידה עם שתי שרשראות המהוות את מה שמכונה כרומוזום החיידקי המתעבה, ונראה כגרעין.
הגרעין מסומן במספר 7. המקור: LadyofHats
במילים פשוטות, הגרעין הוא מבנה הדומה לגרעין האוקריוטי, אך אין לו גבולות מבניים גלויים. עם זאת, ניתן להבדיל אותו משאר התוכן הציטופלסמי ולהכיר אותו כאחד המרכיבים העיקריים שלו.
מאפיינים
צורת הגרעין היא תוצאה של השלכות רבות ממנו, וכתוצאה מכך צורת אלמוגים, שבזמן הכפילות מקבלת צורה דו-גלובית יותר, המתחלקת לשני נוקלאואידים שונים.
הנוקלאואיד הוא המקבילה של הכרומטין בתאים אוקריוטים, עם זאת ישנם כמה הבדלים בולטים. ראשית, החלבונים הבסיסיים (סוג היסטון) הקיימים בגרעין אינם יוצרים מבנים קבועים וקומפקטיים כמו היסטונים בגרעין הכרומטין, ומציגים ארגון פחות מורכב.
בנוסף, המתח הסלולי שמכבש את ה- DNA הגרעיני הוא מהסוג הפלקטונמי והטורואידי, ובכרומטין המתח שנגרם כתוצאה מהאינטראקציה בין ה- DNA וההיסטונים הוא מהסוג הטורואידי (coiling super).
ה- DNA בתאים פרוקריוטים הוא מעגלי ויש להם רק כרומוזום אחד, וכתוצאה מכך, עותק אחד של כל גן, בהיותו תורן גנטי.
הגנום של החיידקים הוא קטן יחסית וקל לתמרון, הוספה או הסרה של שברי DNA (עקב ניתוק קל משאר מרכיבי הגרעין) ניתן להכנס מחדש לחיידקים, מה שהופך אותו לאידיאלי לעבודה על הנדסה גנטית.
מבנה והרכב
לגרעין, המכונה גם גוף הכרומטין, כמרכיב ה- DNA העיקרי שלו, המהווה יותר ממחצית מתוכנו ומעובד פי 1000. כאשר כל נוקלאאיד מבודד, המסה שלו מורכבת מ- 80% DNA.
עם זאת, בנוסף לגנום שלו, יש לו מולקולות RNA ומגוון רחב של אנזימים כמו פולימראז RNA וטופואיזומראז, כמו גם חלבונים בסיסיים.
במגוון גדול של חיידקים קיים חומר גנטי שאינו מרוכז בגרעין, אך מפוזר בציטופלסמה במבנים הנקראים פלסמידות, בהם נמצאות מולקולות DNA קטנות יותר.
זנים אחרים של חלבונים הקשורים קשר הדוק עם נוקלאואיד הם בעלי תפקידם לשמור עליו מעובה וקומפקטי וגם מאפשרים את ההפרדה של חומר גנטי לתאי הבת. התהליכים של RNA וסינתזת חלבון בגרעין נראים כמסייעים בשמירה על הצורה הכללית של הגרעין.
לעומת זאת, במהלך תהליכים כמו התמיינות תאים או באימוץ מצבים סמויים, צורת הגרעין משתנה באופן דרמטי.
ארגון הגרעין משתנה בהתאם למין החיידקים המוערך. חלבונים אחרים הקשורים לגרעין (PAN) משפיעים גם הם על הארגון שלה.
הגרעין בחלוקת התא
כאשר החיידקים החלו להתפלל, הגרעין מכיל חומר של שני גנים, תוצר של סינתזת DNA. חומר שכפול זה מופץ בין תאי הבת, עקב חלוקת תאים.
במהלך תהליך זה כל גנום, דרך חלבונים הקשורים לגרעין והממברנה, נקשר לסקטורים מסוימים של האחרונים אשר ימשכו שני אזורים בכרומוזום החיידקי כאשר מתרחשת חלוקה, כך שכל תא שמקורו (כלומר כל אחד מהם תא בת) נותר עם גרעין.
מספר חלבונים כמו HU ו- IHF נקשרים בחוזקה ל- DNA ומשתתפים בעיבוי, בשכפול ובקיפולו.
מאפיינים
הגרעין אינו רק נשא פעיל של החומר הגנטי (כרומוזום חיידקי). בנוסף, יחד עם פעולת החלבונים הנלווים בו הם מגנים על ה- DNA. דחיסתו מתואמת ישירות עם הגנת הגנום בתהליכים כמו לחץ חמצוני וגורמים גופניים כמו קרינה.
זה משתתף גם באופן ידוע לשמצה בארגון התאים הגלובלי ואף יש לו תפקיד מהותי בקביעת אתר חלוקת התאים במהלך ביקוע בינארי. בדרך זו, נמנעים חתכים לא מדויקים בגרעינים המרכיבים את תאי הבת כאשר נוצר המחצה המתחלק.
ככל הנראה מסיבה זו הנוקליאואידים מאמצים עמדות ספציפיות בתוך התא, באמצעות הובלת DNA המתווכת על ידי חלבונים הקשורים לנוקלאואיד (כמו ה- Fts הקיימים במחץ במהלך הביקוע הבינארי) כדי להרחיק את ה- DNA מהקיר המפריד.
מנגנוני הנדידה של הגרעין ומיקומו בתא החיידק עדיין לא ידועים במדויק, עם זאת ישנם גורמים סבירים מאוד המסדירים את תנועתו בתוך הציטופלזמה.
נוקלאאיד בחיידקים ללא ביקוע בינארי
למרות שהנוקלאויד התאפיין טוב יותר בחיידקים המציגים ביקוע בינארי, ישנם כמה גרסאות בחיידקים המתחלקות או מתרבה בשיטות אחרות.
אצל אותם חיידקים שמשתמשים בניצנים כאמצעי רבייה, כנראה שיש בגרעין פילוח, כך שיש אז מגוון בארגון המבנה החיידקי הזה.
בחיידקים כמו Gemmata obscuriglobus, המתרבים על ידי ניצני ניצול, יש בגרעין סדרה של תאים, המוחזקים על ידי קרום אינטראקטיפלסמי.
במין זה, כאשר תא בת יוצא, הוא מקבל גרעין עירום המכוסה על ידי קרום אינטראקטיפלסמי ככל שהאיבר מתבגר ומשוחרר מתא התא.
לחיידקים גדולים אחרים יש מספר גדול של נוקלאואידים המפוזרים ונפרדים סביב פריפריה שלהם, בעוד ששאר הציטופלזמה נותרה נקייה מ- DNA. זה מהווה מקרה של פוליפלואידיות המוכרת יותר בתאים אוקריוטיים.
הבדלים עם הגרעין האוקריוטי
במקרה של תאים פרוקריוטים, הגרעין חסר קרום, בניגוד לגרעין התאים האוקריוטים שיש להם קרום האורז את הגנום שלו ומגן עליו.
בתא האוקריוטי, החומר הגנטי מסודר בכרומוזומים בצורה קומפקטית מאוד או מסודרת, ואילו הגרעין פחות קומפקטי ומפוזר יותר. עם זאת, בפרוקריוטים הוא יוצר גופים מוגדרים ומובחנים.
מספר הכרומוזומים בתא האוקריוטי משתנה בדרך כלל. עם זאת, הם רבים יותר מאורגניזמים פרוקריוטיים שיש בהם רק אחד. בניגוד לחומר הגנומי של חיידקים, לתאים האוקריוטים שני עותקים של כל גן, מה שהופך אותם לדיפלואידים גנטיים.
הפניות
- לוין, ב '(1994). גנים המהדורה השנייה העריכה Reverte, ספרד.
- מדיגן, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). ברוק: ביולוגיה של מיקרואורגניזמים. פירסון חינוך.
- מרגולין וו. (2010) הדמיה של נוקלאאיד בקטריאלי. בתוך: Dame RT, Dorman CJ (eds) כרומטין חיידקי. שפרינגר, דורדרכט
- מולר-אסתרל, וו. (2008). בִּיוֹכִימִיָה. יסודות רפואה ומדעי החיים. Reverte.
- Wang, L., & Lutkenhaus, J. (1998). FtsK הוא חלבון חלוקת תאים חיוני אשר מקומי למחצה ונגרם כחלק מתגובת ה- SOS. מיקרוביולוגיה מולקולרית, 29 (3), 731-740.
- Santos, AR, Ferrat, GC, and Eichelmann, MCG (2005). השלב הנייח בחיידקי Escherichia coli. הכומר לטינו-אמריקנה מיקרוביולוגיה, 47, 92-101.