Oops! It appears that you have disabled your Javascript. In order for you to see this page as it is meant to appear, we ask that you please re-enable your Javascript!

Đóng gói DNA trong tế bào nhân sơ

Đóng gói DNA trong tế bào nhân sơ, Đóng gói DNA trong tế bào vi khuẩn, vi khuẩn, tế bào nhân sơ, plasmid, vùng nhân, nhân sơ, nhân thực, nhân, nhiễm sắc thể, histone, DNA

Đóng gói DNA trong tế bào nhân sơ

Các tế bào phải chứa đựng một lượng DNA khổng lồ, kể cả là ở một số loài với hệ gen có kích thước khiêm tốn nhất. Ví dụ về tế bào điển hình của E.coli có kích thước khoảng 1 µm đường kính và dài 2 µm, nó phải sắp xếp một phân tử DNA (vòng) với độ dài vào khoảng 1600 µm – đủ DNA để quấn quanh tế bào của nó hơn 400 lần! Các tế bào nhân thực đối mặt với một thách thức còn lớn hơn thế. Một tế bào người có kích thước trung bình chứa đủ DNA để bao quanh tế bào hơn 1500 lần. Vì lý do nào đó, tất cả DNA này phải được đóng gói một cách hiệu quả vào tế bào và vẫn có khả năng tiếp cận với bộ máy nội bào cho quá trình phiên mã và sao mã các gene đặc trưng. Rõ ràng, đóng gói DNA là một vấn đề có tính thách thức đối với tất cả các dạng sống. Đóng gói DNA trong tế bào nhân sơ Đóng gói DNA trong tế bào nhân sơ Đóng gói DNA trong tế bào nhân sơ

Vi khuẩn đóng gói vật chất di truyền như thế nào ?

Hệ gen của một vi khuẩn như là E.coli ban đầu được cho là một phân tử DNA trần (naked) không có bất kỳ sự tổ chức kỹ lưỡng nào và chỉ có một lượng không đáng kể protein liên kết với nó. Giờ chúng ta biết rằng sự tổ chức của hệ gen vi khuẩn giống nhiều với các nhiễm sắc thể của các nhân thực hơn là chúng ta vẫn thừa nhận. Các nhà di truyền vi khuẩn vì thế nhìn nhận cấu trúc chứa phần lớn hệ gen của vi khuẩn  là các nhiễm sắc thể vi khuẩn (bacterial chromosomesĐóng gói DNA trong tế bào nhân sơ

Bacterial Chromosomes. Các vi khuẩn có thể có một hay nhiều nhiễm sắc thể, dạng sợi hay vòng; tuy nhiên kiểu sắp xếp thường thấy nhất là một phân tử DNA mạch kép dạng vòng (1 vòng) được bao một lượng nhỏ protein và được đặt ở một vùng đặc biệt của tế bào vi khuẩn được gọi là nucleoid (vùng nhân/thể nhân). Mặc dù vùng nhân không được bao quanh bởi một màng, DNA vi khuẩn cư trú ở vùng này hình thành một khối dạng sợi gồm các sợi được đóng gói lại với nhau theo một cách để mà có thể duy trì một ranh giới riêng biệt giữa thể nhân với phần còn lại của tế bào. DNA của nhiễm sắc thể vi khuẩn là siêu xoắn âm (negatively supercoiled) và đóng gói thành một loạt các vòng lớn trung bình có độ dài 20.000 cặp base. Bởi vì hai đầu của mỗi vòng thắt bị gắn vào các đơn vị cấu trúc nằm trong vùng nhân, sự siêu xoắn của bất kỳ vòng nào có thể thay đổi mà không ảnh hưởng tới tình trạng siêu xoắn của các vòng thắt kế bên. Đóng gói DNA trong tế bào nhân sơ

Đóng gói DNA trong tế bào nhân sơ, Đóng gói DNA trong tế bào vi khuẩn, vi khuẩn, tế bào nhân sơ, plasmid, vùng nhân, nhân sơ, nhân thực, nhân, nhiễm sắc thể, histone, DNA

Vùng nhân (nucleoid) ở tế bào nhân sơ (vi khuẩn)

Các vòng được cho là được giữ tại chỗ bởi các phân tử protein và RNA. Bằng chứng cho vai trò cấu trúc của RNA trong nhiễm sắc thể vi khuẩn đến từ các nghiên cứu chỉ ra rằng xử lý với ribonuclease, một loại enzyme phân giải RNA, dẫn đến giải phóng một số vòng thắt, mặc dù nó không làm nới lỏng cấu trúc xoắn bện. Trộn DNA với một topoisomerase thì lại khác, làm giãn cấu trúc xoắn nhưng không phá vỡ nút thắt của vòng thắt. DNA siêu xoắn hình thành mỗi vòng thắt được tổ chức thành các gói như hạt chứa các phân tử protein nhỏ, tương tự như histon của tế bào nhân thực. Bằng chứng hiện tại gợi ý rằng phân tử DNA được bao bọc xung quanh các hạt protein cơ bản. Vì thế, nhiễm sắc thể vi khuẩn chứa DNA siêu xoắn liên kết với các protein nhỏ, cơ bản và chúng cuộn thành các vòng thắt (loop domains). Đóng gói DNA trong tế bào nhân sơ

Đóng gói DNA trong tế bào nhân sơ, Đóng gói DNA trong tế bào vi khuẩn, vi khuẩn, tế bào nhân sơ, plasmid, vùng nhân, nhân sơ, nhân thực, nhân, nhiễm sắc thể, histone, DNA

Sự cuộn xoắn của DNA vi khuẩn với các protein và RNA tạo nên cấu trúc đặc trưng của nhiễm sắc thể vi khuẩn.

Bacterial plasmids F

Cùng với các nhiễm sắc thể của nó, một tế bào vi khuẩn có thể chứa một hay một số plasmids. Plasmids là các phân tử DNA dạng vòng tương đối nhỏ mang các gene cả cho việc sao chép của chính chúng và cho một hay một vài chức năng nội bào (thường là các chức năng không cần thiết lắm). Hầu hết các plasmids siêu xoắn mang lại cho chúng dạng cô đặc. Mặc dù plasmids sao chép một cách tự ý, quá trình sao chép thường được đồng loạt với sự sao của nhiễm sắc thể vi khuẩn để đảm bảo rằng một số lượng plasmids tương đối đồng đều từ một thế hệ tế bào đến thế hệ tiếp theo.  Đóng gói DNA trong tế bào nhân sơ  Đóng gói DNA trong tế bào nhân sơ

E.coli, một số nhóm plasmids được công nhận: F (fertility) factors có liên quan trong quá trình tiếp hợp, một quá trình giao phối mà ta chưa đề cập ở đây; R (resistance) factors mang các genes tạo cho tế bào vi khuẩn khả năng kháng thuốc; col (colicinogentic) factors cho phép vi khuẩn tiết colicins, các thành phần có thể giết các vi khuẩn nào không có col factor; virulence factors làm tăng khả năng gây bệnh bằng cách sản xuất các protein độc hại làm phá hủy các mô hay là các enzyme cho phép đi vào tế bào vật chủ; và metabolic plasmids sản xuất các enzymes yêu cầu cho một số phản ứng chuyển hóa. Một số chủng E.coli cũng sở hữu cryptic plasmids với chức năng chưa được biết rõ và không chứa gene nào khác ngoại trừ những gen cần cho sự sao chép plasmid cũng như sự phát tán sáng tế bào vi khuẩn khác. Đóng gói DNA trong tế bào nhân sơ 

Nguồn: Becker’s World of the cell 8th edition

Đọc thêm: Gen nhảy là gì?

Những bí ẩn hệ gen người

Iceberg (biên tập)
tapchisinhhoc.com

Đóng gói DNA trong tế bào nhân sơ
Đánh giá bài viết

Leave a Reply