7 февраля 2023, вторник, 16:53
VK.comTwitterTelegramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Промикробы: Братство кольца

Фото: Екатерина Беленко

Думаю, что все или почти все люди знают про чудесную двойную спираль ДНК, которая, как оригами, укладывается в хромосомы, а те, в свою очередь, покоятся в клеточном ядре. Но это верно только для эукариотических клеток, а объекты нашего пристального интереса — бактерии — являются прокариотами. Давайте попытаемся разобраться как у них обстоят дела с ДНК, как и где она упакована.

В отличие от эукариот, бактерии не имеют ограниченного оболочкой ядра и, в большинстве случаев, каких-либо мембранных органелл, но о них как-нибудь в другой раз. Геномы прокариот включают в себя два типа генетических структур: нуклеоид (аналог хромосомы) и внехромосомные элементы (плазмиды, способные к автономной репликации). Другими словами, есть большая главная часть генома и маленькие, отдельные кусочки.

Нуклеоид  — это неправильной формы зона в цитоплазме прокариотической клетки, в которой находится геномная ДНК и ассоциированные с ней белки. На долю ДНК приходится около 60 % массы нуклеоида; помимо ДНК, нуклеоид содержит РНК и белки. Это аналог клеточного ядра, только без оболочки и формы. В большинстве случаев геном бактерии представлен кольцевой молекулой ДНК, которую также называют хромосомой. Как правило, бактериальная хромосома имеет длину около 1 мм, она занимает до 20 % цитоплазмы. Ряд бактерий имеет и кольцевые, и линейные хромосомы, а некоторые — только линейные. Например, линейная хромосома имеется у возбудителя болезни Лайма.

Короче, почти как у людей, только хромосома одна, кольцевая и не в ядре. А вот аналога плазмид в эукариотических клетках нет, поэтому про них будет ещё интереснее. Плазмиды — это стабильные элементы внехромосомной ДНК, способные автономно реплицироваться. Как правило, они представляют собой кольцевые молекулы ДНК, но встречаются и линейные плазмиды, по структуре аналогичные линейным хромосомам. В отличие от хромосом, плазмиды являются «необязательным» генетическим материалом, потеря которого не приводит к гибели клетки. Однако многие крупные плазмиды содержат десятки и даже сотни генов, кодирующих важные для клетки функции, которые могут оказаться необходимыми в определенных экологических условиях.

Некоторые плазмиды могут интегрироваться в хромосому клетки-хозяина и реплицироваться в ее составе. Число копий плазмид в клетке может варьировать в широких пределах, от одной до нескольких сот копий на хромосому, но во всех случаях их количество регулируется, поскольку неограниченная репликация плазмидной ДНК привела бы к гибели клетки. При клеточном делении плазмиды могут распределяться между дочерними клетками случайным образом.

Гены, содержащиеся на плазмидах, дают своим обладателям полезные свойства, увеличивающие их приспособленность. Например, это могут быть гены, отвечающие за устойчивость к антибиотикам, гены, повышающие устойчивость к тяжёлым металлам и УФ-излучению, гены, кодирующие все компоненты, необходимые для конъюгации. Что такое конъюгация, я расскажу через неделю. А для закрепления темы плазмид я придумала сравнение из мира настольных игр. Плазмиды — это шмот в «Манчкине», который можно заполучить, можно потерять, а пока он у тебя, ты получаешь некое усиление.

Редакция

Электронная почта: [email protected]
VK.com Twitter Telegram YouTube Яндекс.Дзен Одноклассники
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2023.