Генетичний апарат прокаріотів
Генетичний апарат прокаріотів - розділ Наукознавство, Генетика як наука Прокаріоти - Це Організми, У Клітках Яких Відсутнє Оформлене Ядро. Ф.
Прокаріоти – це організми, у клітинах яких відсутнє оформлене ядро. Функції ядра виконує нуклеоїд (тобто «подібний до ядра»); на відміну ядра, нуклеоїд немає власної оболонки.
Основу геному прокаріотів становлять кільцеві молекули ДНК: прокаріотичні хромосоми та плазміди.
Безліч молекул ДНК утворює дві взаємопов'язані підсистеми: хромосомну та плазмідну.
Хромосомна підсистема прокаріотичного геному
Основу хромосомної підсистеми прокаріотичного геному складає прокаріотична (бактеріальна) хромосома (генофор), що входить до складу нуклеоїду – ядерноподібної структури. Нуклеоїд з морфології нагадує суцвіття цвітної капусти та займає приблизно 30% обсягу цитоплазми.
Бактеріальна хромосома є кільцевою двоспіральною правозакрученою молекулою ДНК, яка згорнута у вторинну спіраль. Вторинна структура хромосоми підтримується за допомогою гістоноподібних (основних) білків та РНК. Точка прикріплення бактеріальної хромосоми до мезосоми (складки плазмалеми) є точкою початку реплікації ДНК (ця точка називається сайту OriC). Бактеріальна хромосома подвоюється перед поділом клітини. Реплікація ДНК йде у дві сторони від сайту OriC та завершується у точці TerC. Молекули ДНК, здатні відтворювати себе шляхом реплікації, називаються реплікони.
Довжина прокаріотичної хромосоми становить кілька мільйонів нуклеотидних пар (МПН); наприклад, мінімальна довжина ДНК прокаріотичної хромосоми E. coli штаму MG1655 становить 4639221 пн (фізична довжина близько 1,5 мм).
У типових прокаріотів у клітині, що не ділиться.є одна бактеріальна хромосома. Тому прокаріоти загалом є гаплоїдами (гаплобіонтами).
Плазміди та епісоми - це невеликі фрагменти ДНК, що відрізняється від основної маси ДНК. Вони часто реплікуються разом із ДНК господаря, але не потрібні для виживання його клітини.
Спочатку було прийнято розрізнятиепісоми таплазміди : епісоми впроваджуються в ДНК господаря, а плазміди - ні. До епісомів відносяться F-фактори і звані помірні фаги. Зараз обидві групи називають одним загальним терміном "плазміди". Плазміди широко поширені в природі, і в останні роки їх вважають внутрішньоклітинними паразитами або симбіонтами, влаштованими ще простіше, ніж віруси. Питання про те, чи можна віруси вважати живими організмами, буде детально розглянуто в іншій статті. Що стосується плазмід, то тут справа ще складніша - адже вони являють собою лише молекули ДНК.
Плазміди надають своїм клітинам-господарям цілу низку особливих властивостей. Деякі плазміди є"факторами резистенції" (R-плазміди, або R-фактори: від англ. R = resistance - стійкість), тобто. факторами, що надають стійкості до антибіотиків. Прикладом може бути пеніциліназна плазміда стафілококів, яка трансдукується різними бактеріофагами. У цій плазміді міститься ген, що кодує фермент пеніциліну, яка руйнує пеніцилін і, таким чином, надає стійкості до пеніциліну. Передача та поширення таких факторів серед бактерій (внаслідок статевого розмноження) дуже заважають лікарям. Інші плазмідні гени визначають стійкість до дезінфікуючих засобів; сприяють таким захворюванням, як стафілококова імпетиго; допомагають молочнокислим бактеріям перетворювати молоко на сир; надають здатність засвоювати такі складні речовини, як вуглеводні,що можна використовуватиме боротьби з забрудненнями океану чи отримання кормового білка з нафти.
Розподіл прокаріотичних клітин – процес утворення дочірніх прокаріотичних клітин із материнської. Ключовими подіями клітинного циклу як прокаріотів, так і еукаріотів є реплікація ДНК і поділ клітини. Відмінною рисою поділу прокаріотів є безпосередня участь реплікованої ДНК в процесі поділу. У переважній більшості випадків прокаріотичні клітини діляться з утворенням двох однакових за розміром дочірніх клітин, тому цей процес іноді називають бінарним поділом. Оскільки найчастіше прокаріотичні клітини мають клітинну стінку, бінарний поділ супроводжується утворенням септи — перегородки між дочірніми клітинами, яка потім розшаровується посередині.