Dove si trova il DNA cromosoma dei batteri?
doc-1789
I batteri non hanno un nucleo legato alla membrana, e il loro materiale genetico è tipicamente un singolo cromosoma del DNA circolare situato nel citoplasma in un corpo di forma irregolare chiamato nucleoide. Il nucleoide contiene il cromosoma con le sue proteine associate e RNA. I Phylum Planctomycetes e i candidati phylum Poribacteria possono essere eccezioni alla generale assenza di membrane interne nei batteri, perché sembrano avere una doppia membrana intorno ai loro nucleoidi e contengono altre strutture cellulari legate alla membrana. Come tutti gli organismi viventi, i batteri contengono ribosomi, spesso raggruppati in catene chiamate poliribosomi, per la produzione di proteine, ma la struttura del ribosoma batterico è diversa da quella degli eucarioti e dell' arcaea. I ribosomi batterici hanno un tasso di sedimentazione di 70S (misurato nelle unità di Svedberg): le loro sottounità hanno tassi di 30S e 50S. Alcuni antibiotici si legano specificamente ai ribosomi 70S e inibiscono la sintesi proteica batterica. Questi antibiotici uccidono i batteri senza colpire i ribosomi 80S più grandi delle cellule eucariotiche e senza danneggiare l' ospite.
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doc-1807
La maggior parte dei batteri hanno un singolo cromosoma circolare che può variare in dimensioni da solo 160.000 coppie di base nel Candidatus batteri endosymbiotic Candidatus Carsonella ruddii, a 12.200.000 coppie di base nel terriccio Sorangium cellulosum batteri. Spirochete del genere Borrelia genere sono una notevole eccezione a questa disposizione, con batteri come Borrelia burgdorferi, la causa della malattia di Lyme, contenente un singolo cromosoma lineare. I geni nei genomi batterici sono di solito un singolo tratto continuo del DNA e anche se diversi tipi diversi di introni esistono nei batteri, questi sono molto più rari che in eucarioti.
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doc-1809
La trasformazione, a differenza della trasduzione o della coniugazione, dipende da numerosi prodotti genetici batterici che interagiscono specificamente per eseguire questo processo complesso, e quindi la trasformazione è chiaramente un adattamento batterico per il trasferimento del DNA. Affinché un batterio possa legare, inglobare e ricombinare il DNA donatore nel proprio cromosoma, deve prima entrare in uno stato fisiologico speciale definito competenza (vedi Competenza naturale). Nel Bacillus subtilis, circa 40 geni sono necessari per lo sviluppo della competenza. La lunghezza del DNA trasferito durante la trasformazione di B. subtilis può essere compresa tra un terzo di un cromosoma fino all' intero cromosoma. La trasformazione sembra essere comune tra le specie batteriche, e finora almeno 60 specie hanno la naturale capacità di diventare competenti per la trasformazione. Lo sviluppo della competenza in natura è solitamente associato a condizioni ambientali stressanti e sembra essere un adattamento per facilitare la riparazione dei danni al DNA nelle cellule riceventi.
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doc-6289
Alcuni organismi hanno copie multiple di cromosomi: diploide, triploide, tetraploide e così via. Nella genetica classica, in un organismo sessualmente riproduttore (tipicamente eukarya) il gamete ha la metà del numero di cromosomi della cellula somatica e il genoma è un set completo di cromosomi in una cellula diploide. Il dimezzamento del materiale genetico nei gameti si ottiene con la separazione dei cromosomi omologhi durante la meiosi. Anche negli organismi aploidi, comprese le cellule di batteri, arcaie e organelli, compresi mitocondri e cloroplasti, o virus, che contengono allo stesso modo geni, costituiscono il genoma. Il termine genoma può essere applicato specificamente per indicare ciò che è memorizzato su un insieme completo di DNA nucleare (cioè il "genoma nucleare"), ma può essere applicato anche a ciò che è memorizzato all' interno di organelli che contengono il proprio DNA, come nel caso del "genoma mitocondriale" o del "genoma cloroplastico". Inoltre, il genoma può comprendere elementi genetici non cromosomici come virus, plasmidi ed elementi trasportabili.
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doc-6209
I Prokaryotes (batteri e arcaie) in genere memorizzano i loro genomi su un singolo grande cromosoma circolare. Allo stesso modo, alcuni organelli eucariotici contengono un cromosoma circolare residuo con un piccolo numero di geni. 14.4 I Prokaryotes a volte integrano il loro cromosoma con altri piccoli cerchi di DNA chiamati plasmidi, che di solito codificano solo pochi geni e sono trasferibili tra gli individui.
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doc-6207
Il complemento totale dei geni in un organismo o cellula è noto come il suo genoma, che può essere conservato su uno o più cromosomi. Un cromosoma è costituito da un' unica elica del DNA molto lunga sulla quale sono codificati migliaia di geni. 4.2 La regione del cromosoma in cui si trova un particolare gene è chiamata locus.
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doc-1811
I batteriofagi sono virus che infettano i batteri. Esistono molti tipi di batteriofago, alcuni semplicemente infettano e lisano i loro batteri ospiti, mentre altri si inseriscono nel cromosoma batterico. Un batteriofago può contenere geni che contribuiscono al fenotipo del suo ospite: ad esempio, nell' evoluzione di Escherichia coli O157: H7 e Clostridium botulinum, i geni tossinici in un fago integrato convertono un innocuo batterio ancestrale in un agente patogeno letale. I batteri resistono all' infezione dei fagi attraverso sistemi di modificazione delle restrizioni che degradano il DNA estraneo, e un sistema che utilizza le sequenze CRISPR per trattenere i frammenti dei genomi dei fagi con cui i batteri sono venuti a contatto in passato, che permette loro di bloccare la replicazione del virus attraverso una forma di interferenza RNA. Questo sistema CRISPR fornisce ai batteri l' immunità all' infezione acquisita.
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doc-6208
La maggior parte dei geni eucariotici sono memorizzati su un insieme di grandi cromosomi lineari. I cromosomi sono imballati all' interno del nucleo in complesso con proteine di stoccaggio chiamate istoni per formare un' unità chiamata nucleosoma. DNA confezionato e condensato in questo modo è chiamato cromatina. 4.2 Il modo in cui il DNA è memorizzato negli istoni, così come le modifiche chimiche dell' istone stesso, regolano se una particolare regione del DNA è accessibile per l' espressione genica. Oltre ai geni, i cromosomi eucariotici contengono sequenze che contribuiscono a garantire che il DNA venga copiato senza degradazione delle regioni finali e ordinato in cellule figlie durante la divisione cellulare: origine della replicazione, telomeri e il centromero. 4.2 Le origini della replicazione sono le regioni di sequenza in cui si inizia la replicazione del DNA per fare due copie del cromosoma. I telomeri sono lunghi tratti di sequenza ripetitiva che chiudono le estremità dei cromosomi lineari e prevengono la degradazione della codifica e delle regioni di regolazione durante la replicazione del DNA.
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doc-1808
La trasduzione di geni batterici da parte del batteriofago sembra essere una conseguenza di errori infrequenti durante l' assemblaggio intracellulare di particelle di virus, piuttosto che un adattamento batterico. Coniugazione, nel sistema E. coli molto studiata è determinata da geni plasmide, ed è un adattamento per il trasferimento di copie del plasmide da un ospite batterico a un altro. È raro che un plasmide coniugativo si integri nel cromosoma batterico dell' ospite e successivamente trasferisca parte del DNA batterico dell' ospite ad un altro batterio. Il trasferimento plasmid-mediato del DNA batterico ospite sembra anche essere un processo accidentale piuttosto che un adattamento batterico.
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doc-1141
Esistono diversi meccanismi molecolari di resistenza antibatterica. La resistenza antibatterica intrinseca può essere parte della composizione genetica dei ceppi batterici. Ad esempio, un obiettivo antibiotico può essere assente dal genoma batterico. La resistenza acquisita deriva da una mutazione del cromosoma batterico o dall' acquisizione di DNA extra cromosomico. I batteri che producono antibatterici hanno sviluppato meccanismi di resistenza evoluti che si sono dimostrati simili a, e possono essere stati trasferiti a, ceppi antibatterico-resistenti. La diffusione della resistenza antibatterica avviene spesso attraverso la trasmissione verticale di mutazioni durante la crescita e la ricombinazione genetica del DNA mediante scambio genetico orizzontale. Per esempio, i geni di resistenza antibatterici possono essere scambiati tra diversi ceppi o specie batteriche tramite plasmidi che portano questi geni di resistenza. I plasmidi che portano diversi geni di resistenza possono conferire resistenza a molteplici antibatterici. La resistenza incrociata a diversi antibatterici può anche verificarsi quando un meccanismo di resistenza codificato da un singolo gene trasmette resistenza a più di un composto antibatterico.
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doc-6215
Definire esattamente quale sezione di una sequenza di DNA comprende un gene è difficile. Le regioni regolatrici di un gene come gli esaltatori non devono necessariamente essere vicine alla sequenza di codifica sulla molecola lineare perché il DNA che interviene può essere messo in loop out per avvicinare il gene e la sua regione regolatrice. Allo stesso modo, gli introni di un gene possono essere molto più grandi dei suoi esoni. Le regioni di regolamentazione possono anche essere su cromosomi completamente diversi e operare in trans per consentire alle regioni di regolamentazione su un cromosoma di venire a contatto con i geni bersaglio su un altro cromosoma.
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