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

The nucleoid merupakan daerah yang tidak teratur, dengan penampilan yang teratur terletak di dalam sel prokariotik, menempati wilayah penting dari sitoplasma dan karena jelas terdiferensiasi ke fase yang berbeda.

Yang terakhir dibedakan sebagai tempat dimana DNA bakteri terkonsentrasi, sebagai satu-satunya molekul panjang dengan dua rantai yang membentuk apa yang disebut kromosom bakteri yang mengembun, terlihat sebagai nukleoid.

Nukleoid ditandai dengan angka 7. Sumber: LadyofHats

Sederhananya, nukleoid adalah struktur yang mirip dengan nukleus eukariotik, tetapi tidak memiliki batas struktural yang terlihat. Namun, dimungkinkan untuk membedakannya dari konten sitoplasma lainnya dan mengenalinya sebagai salah satu komponen utamanya.

karakteristik

Bentuk nukleoid adalah hasil dari banyak proyeksi, menghasilkan bentuk karang, yang selama duplikasi mengambil bentuk yang lebih bilob, yang kemudian terpisah menjadi dua nukleoid yang berbeda.

Nukleoid setara dengan kromatin dalam sel eukariotik, namun ada beberapa perbedaan penting. Pertama-tama, protein dasar (tipe histon) yang ada dalam nukleoid tidak membentuk struktur yang teratur dan kompak seperti histon dalam nukleosom kromatin, sehingga menghasilkan organisasi yang kurang kompleks.

Selain itu, tegangan heliks yang memadatkan DNA nukleoid adalah jenis plektonemik dan toroidal, dan di kromatin tegangan yang disebabkan oleh interaksi antara DNA dan histon adalah jenis toroidal (supercoiling).

DNA dalam sel prokariotik berbentuk lingkaran dan mereka hanya memiliki satu kromosom dan, akibatnya, satu salinan dari setiap gen, menjadi haploid genetik.

Genom bakteri relatif kecil dan mudah dimanipulasi, menambahkan atau menghilangkan fragmen DNA (karena mudah disosiasi dari komponen nukleoid lainnya) dapat diperkenalkan kembali menjadi bakteri, sehingga ideal untuk dikerjakan rekayasa genetika.

Struktur dan komposisi

Nukleoid, juga dikenal sebagai badan kromatin, memiliki DNA sebagai komponen utamanya, yang merupakan lebih dari setengah kandungannya dan terkondensasi sekitar 1000 kali. Karena setiap nukleoid diisolasi, massanya terdiri dari 80% DNA.

Namun, selain genomnya, ia memiliki molekul RNA dan berbagai macam enzim seperti RNA polimerase dan topoisomerase, serta protein dasar.

Dalam berbagai macam bakteri, terdapat materi genetik yang tidak terkonsentrasi di nukleoid, tetapi tersebar di sitoplasma dalam struktur yang disebut plasmid, tempat molekul DNA yang lebih kecil ditemukan.

Varietas protein lain yang terkait erat dengan nukleoid memiliki fungsi menjaganya tetap padat dan kompak dan juga memfasilitasi pemisahan materi genetik ke sel anak. Proses sintesis RNA dan protein dalam nukleoid tampaknya membantu dalam pemeliharaan bentuk keseluruhan nukleoid.

Di sisi lain, selama proses seperti diferensiasi sel atau dalam penerapan keadaan laten, bentuk nukleoid bervariasi secara dramatis.

Susunan nukleoid bervariasi menurut spesies bakteri yang dievaluasi. Protein terkait nukleoid lain (PAN) juga mempengaruhi organisasinya.

Nukleoid dalam pembelahan sel

Saat bakteri mulai membelah, nukleoid mengandung bahan dua genom, produk sintesis DNA. Bahan duplikat ini didistribusikan di antara sel anak, karena pembelahan sel.

Selama proses ini, setiap genom, melalui protein yang terkait dengan nukleoid dan membran, mengikat sektor-sektor tertentu yang terakhir yang akan menarik dua wilayah kromosom bakteri ketika terjadi pembelahan, sehingga setiap kompartemen yang berasal (yaitu, masing-masing sel anak) tersisa dengan nukleoid.

Beberapa protein seperti HU dan IHF mengikat erat DNA dan berpartisipasi dalam kondensasi, replikasi, dan pelipatannya.

fitur

Nukleoid bukan hanya pembawa materi genetik yang tidak aktif (kromosom bakteri). Selain itu, bersama dengan aksi protein yang menyertai di dalamnya, mereka melindungi DNA. Pemadatannya secara langsung berkorelasi dengan perlindungan genom selama proses seperti stres oksidatif dan faktor fisik seperti radiasi.

Ini juga berpartisipasi dengan cara yang terkenal buruk dalam organisasi seluler global dan bahkan memiliki peran mendasar dalam menentukan lokasi pembelahan sel selama pembelahan biner. Dengan cara ini, pemotongan yang tidak akurat dapat dihindari pada nukleoid yang akan membentuk sel anak ketika septum yang membelah terbentuk.

Mungkin karena alasan ini, nukleoid mengambil posisi spesifik di dalam sel, melalui pengangkutan DNA yang dimediasi oleh protein yang terkait dengan nukleoid (seperti Fts yang ada di septum selama pembelahan biner) untuk menjaga DNA menjauh dari septum yang membelah.

Mekanisme migrasi nukleoid dan posisinya di dalam sel bakteri belum diketahui dengan tepat, namun ada kemungkinan besar faktor yang mengatur pergerakannya di dalam sitoplasma.

Nukleoid pada bakteri tanpa pembelahan biner

Meskipun nukleoid lebih baik dikarakterisasi pada bakteri yang menunjukkan pembelahan biner, ada beberapa varian pada bakteri yang membelah atau berkembang biak dengan metode lain.

Pada bakteri yang menggunakan tunas sebagai alat reproduksinya, nukleoid ternyata mengalami segmentasi, sehingga terjadi keragaman dalam organisasi struktur bakteri tersebut.

Pada bakteri seperti Gemmata obscuriglobus, yang berkembang biak dengan cara bertunas, nukleoid memiliki serangkaian kompartemen, yang dibatasi oleh membran intrasitoplasma.

Pada spesies ini, ketika sel anak keluar, ia menerima nukleoid telanjang yang ditutupi oleh membran intrasitoplasma saat kuncup matang dan dilepaskan dari sel induk.

Bakteri besar lainnya memiliki sejumlah besar nukleoid yang tersebar dan terpisah di sekitar pinggirannya, sedangkan sitoplasma lainnya tetap bebas dari DNA. Ini merupakan kasus poliploidi yang lebih akrab di sel eukariotik.

Beda dengan inti eukariotik

Dalam kasus sel prokariotik, nukleoid tidak memiliki membran, berbeda dengan nukleus sel eukariotik, yang memiliki membran yang mengemas genomnya dan melindunginya.

Di dalam sel eukariotik, materi genetik diatur dalam kromosom dengan cara yang sangat kompak atau terorganisir, sedangkan nukleoid kurang kompak dan lebih tersebar. Namun, pada prokariota itu membentuk tubuh yang ditentukan dan dapat dibedakan.

Jumlah kromosom dalam sel eukariotik biasanya bervariasi. Namun, mereka lebih banyak daripada organisme prokariotik yang hanya memiliki satu. Berbeda dengan materi genom bakteri, sel eukariotik memiliki dua salinan dari setiap gen, membuatnya diploid secara genetik.

Referensi

1. Lewin, B. (1994). Gen Edisi ke-2 Editorial Reverte, Spanyol.
2. Madigan, MT, Martinko, JM & Parker, J. (2004). Brock: Biologi Mikroorganisme. Pendidikan Pearson.
3. Margolin W. (2010) Pencitraan Nukleoid Bakteri. Dalam: Dame RT, Dorman CJ (eds) Kromatin Bakteri. Springer, Dordrecht
4. Müller-Esterl, W. (2008). Biokimia. Dasar-dasar untuk kedokteran dan ilmu kehidupan. Kembalikan.
5. Wang, L., & Lutkenhaus, J. (1998). FtsK adalah protein pembelahan sel penting yang terlokalisasi di septum dan diinduksi sebagai bagian dari respons SOS. Mikrobiologi molekuler, 29 (3), 731-740.
6. Santos, AR, Ferrat, GC, & Eichelmann, MCG (2005). Fase diam pada bakteri Escherichia coli. Rev. Latinoamericana Microbiología, 47, 92-101.