Чи бувають хромосоми у бактерій?
Зміст
- Нуклеоїд і хромосома – в чому різниця? Де розташований нуклеоїд? Як вивчається успадкування ознак? Відтворення і реалізація генетичної інформації Важлива особливість
Хромосоми – клітинні структури, призначені для зберігання та реалізації генетичної інформації, вперше були описані в еукаріот – організмів, що мають оформлене ядро. Вони виявлялися як пофарбовані тільця в клітинах, які готувалися до поділу. Після накопичення достатньої кількості знань про будову бактеріальної клітини і виділення її в окреме царство прокариот, характерною ознакою стало те, що нуклеоїд (іноді його називають хромосомою бактерій), що несе спадкову інформацію, не оточений ядром і вільно розташовується в цитоплазмі.
Нуклеоїд і хромосома – в чому різниця?
Без’ядерні організми, будова яких відрізняється від еукаріот не тільки відсутністю оформленого ядра, але й тим, що в них немає органел, оточених мембраною (таких, як мітохондрії, пластиди, лізосоми). Будова бактерій можна вважати більш простим. Ферментні комплекси, що здійснюють метаболізм прокаріотів, розташовані в них вільно або зібрані на мембранах і мікротрубочках у функціональні комплекси.
Аналогічні справи і з генетичною інформацією. Кільцева дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) бактерій також знаходиться в тісному зв’язку з білками, крім того, вона завжди прикріплена до мембрани. Наявність ДНК і білків дозволяє деяким вченим називати нуклеоїд бактеріальної клітини хромосомою бактерій.
Де розташований нуклеоїд?
Деякі бактерії мають у своєму складі кілька нуклеоидов, кожен з яких містить неперекривающіеся генетичну інформацію. У інших істотна частина генома знаходиться в плазмидах – маленьких кільцевих ДНК, кожна з яких містить один реплікон (функціональну одиницю генома, здатну до самостійного відтворення). Існують також види, що мають кілька ядерних структур східного будови. У відомого азотфіксатором Азотобактер їх виявлено 40. Однак при вивченні їх і порівнянні з еукариотическими виявлено більше відмінностей, ніж подібності.
Як вивчається успадкування ознак?
Будова хромосом у еукаріотів можливо вивчати тільки під час підготовки до поділу. В цей час вони ущільнюються, ДНК “намотується” на нуклеосоми, а нуклеосомної нитки збираються в фібрили, які збираються в петлі і ущільнюються ще сильніше, закріплюючись на білковому матриксі – скелеті. У бактеріальній клітині кількість генетичної інформації набагато менше.
Будова нуклеоида простіше, ніж хромосоми еукаріотів. Він на 80% складається з ДНК, решта 20% – це РНК і білки. Найбільша кільцева хромосома виявлена в кишковій паличці – її периметр сягає 1,6 мм, а найменшу має мікоплазма з периметром 0,25 мм.
Відтворення і реалізація генетичної інформації
Місце прикріплення ДНК до мембрани бактеріальної клітини є також і місцем початку реплікації – відтворення спадкової інформації. Тут є точка ініціації, в якій ферменти розплавляють дезоксирибонуклеїнову кислоту і починають розплітати її, щоб наростити на кожній ланцюга повноцінну молекулу ДНК. На відміну від еукаріот, при поділі бактеріальної клітини істотних змін щільності її ДНК не відбувається.
Кільцева хромосома прокаріот представлена великою кількістю суперспіралізованних ділянок. Вони петлями відходять від центрального тяжа, який має високу щільність. Компактність забезпечується білками і РНК. Однак білки, які беруть участь у збільшенні компактності нуклеоида, відрізняються за будовою від гістонів еукаріот.
Важлива особливість
У процесі реалізації генетичної інформації у прокаріотів і еукаріотів є ще одна істотна відмінність – бактерії здатні починати синтез білка ще до того, як закінчиться створення молекули РНК. Рибосоми бактерій розпізнають утворюються в результаті трансляції ланцюга і починають зчитувати з них білок, як тільки вони з’являються в цитоплазмі. Це істотно прискорює процедуру, однак збільшує число можливих помилок. Така процедура, як процесинг (дозрівання знову синтезованих ланцюжків РНК), у бактерій відсутня.
Цікаво, що у бактерій реплікація ДНК не обов’язково призводить до поділу. А поділ не робить ніякого впливу на форму нуклеоидов і бактеріальних хромосом. Дослідження швидко зростаючих культур показали, що в багатьох бактеріях після ділення може міститися 2 і більше нуклеоидов з дубльованої генетичною інформацією.
Таким чином, хромосом як таких у бактерій немає, але існує формація, що відповідає за розподіл та успадкування даних.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)