Il nucleoide È una regione irregolare, dall'aspetto disordinato situata all'interno delle cellule procariotiche, che occupa una regione importante del citoplasma e chiaramente differenziabili per la sua diversa fase..
Quest'ultimo si distingue come il luogo in cui si concentra il DNA batterico, in quanto unica lunga molecola di due catene formanti il cosiddetto cromosoma batterico che condensa essendo visibile come nucleoide.
In un modo semplice, il nucleoide è una struttura simile al nucleo eucariotico, ma non ha confini strutturali visibili. Tuttavia, se è possibile differenziarlo dal resto del contenuto citoplasmatico e riconoscerlo come uno dei suoi componenti principali.
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La forma del nucleoide è il risultato di molte proiezioni di esso, risultando in una forma corallina, che durante la duplicazione assume una forma più bilobata, che poi si separa in due diversi nucleoidi.
Il nucleoide è l'equivalente della cromatina nelle cellule eucariotiche, tuttavia ci sono alcune differenze notevoli. In primo luogo, le proteine di base (tipo istone) presenti nel nucleoide non formano strutture regolari e compatte come gli istoni nei nucleosomi della cromatina, presentando un'organizzazione meno complessa.
Inoltre la tensione elicoidale che compatta il DNA nucleoide è di tipo plettonemico e toroidale e nella cromatina la tensione provocata dall'interazione tra DNA e istoni è di tipo toroidale (superavvolgimento)..
Il DNA nelle cellule procariotiche è circolare e hanno un solo cromosoma e, di conseguenza, una copia di ciascun gene, essendo aploide genetico.
Il genoma dei batteri è relativamente piccolo e facile da manipolare, l'aggiunta o la rimozione di frammenti di DNA (a causa della loro facile dissociazione dal resto dei componenti nucleoidi) possono essere reintrodotti nei batteri, rendendolo ideale per il lavoro sull'ingegneria genetica.
Il nucleoide, noto anche come corpo della cromatina, ha come componente principale il DNA, che costituisce più della metà del suo contenuto ed è condensato circa 1000 volte. Poiché ogni nucleoide è isolato, la sua massa è composta per l'80% da DNA.
Tuttavia, oltre al suo genoma, ha molecole di RNA e un'ampia varietà di enzimi come RNA polimerasi e topoisomerasi, nonché proteine di base..
In un'ampia varietà di batteri c'è materiale genetico che non è concentrato nel nucleoide, ma che è disperso nel citoplasma in strutture chiamate plasmidi, in cui si trovano molecole di DNA più piccole.
Altre varietà di proteine strettamente associate al nucleoide hanno la funzione di mantenerlo condensato e compatto e anche di facilitare la segregazione del materiale genetico alle cellule figlie. I processi di sintesi dell'RNA e delle proteine nel nucleoide sembrano aiutare nel mantenimento della forma complessiva del nucleoide..
D'altra parte, durante processi come il differenziamento cellulare o l'adozione di stati latenti, la forma del nucleoide varia notevolmente..
L'organizzazione del nucleoide varia a seconda della specie di batteri che viene valutata. Anche altre proteine associate al nucleo (PAN) influenzano la sua organizzazione.
Quando i batteri hanno iniziato a dividersi, il nucleoide contiene il materiale di due genomi, il prodotto della sintesi del DNA. Questo materiale duplicato viene distribuito tra le cellule figlie, a causa della divisione cellulare.
Durante questo processo, ogni genoma, attraverso le proteine associate al nucleoide e alla membrana, si lega a determinati settori di quest'ultima che tireranno due regioni del cromosoma batterico quando avviene la divisione, in modo che ogni compartimento che ha origine (cioè ogni cellula figlia ) è lasciato con un nucleoide.
Diverse proteine come HU e IHF si legano fortemente al DNA e partecipano alla sua condensazione, replicazione e piegatura..
Il nucleoide non è solo un vettore inattivo di materiale genetico (cromosoma batterico). Inoltre, insieme all'azione delle proteine che lo accompagnano, proteggono il DNA. La sua compattazione è direttamente correlata alla protezione del genoma durante processi come lo stress ossidativo e fattori fisici come le radiazioni..
Inoltre partecipa in modo noto all'organizzazione cellulare globale e ha anche un ruolo fondamentale nel determinare il sito di divisione cellulare durante la fissione binaria. In questo modo si evitano tagli imprecisi nei nucleoidi che andranno a formare le cellule figlie quando si formerà il setto di divisione..
Probabilmente per questo motivo, i nucleoidi adottano posizioni specifiche all'interno della cellula, attraverso il trasporto del DNA mediato da proteine associate al nucleoide (come Fts presenti nel setto durante la fissione binaria) per mantenere il DNA lontano dal setto in divisione..
I meccanismi di migrazione del nucleoide e la sua posizione all'interno della cellula batterica non sono ancora noti con precisione, tuttavia sono molto probabili fattori che ne regolano il movimento all'interno del citoplasma..
Sebbene il nucleoide sia stato meglio caratterizzato nei batteri che presentano la fissione binaria, ci sono alcune varianti nei batteri che si dividono o si riproducono con altri metodi.
In quei batteri che usano il germogliamento come mezzo di riproduzione, il nucleoide ha apparentemente una segmentazione, quindi c'è quindi una diversità nell'organizzazione di questa struttura batterica.
In batteri come Gemmata obscuriglobus, che riproduce per gemmazione il nucleoide ha una serie di compartimenti, i quali sono delimitati da una membrana intracitoplasmatica.
In questa specie, quando una cellula figlia esce, riceve un nucleoide nudo che è coperto da una membrana intracitoplasmatica mentre il germoglio matura e viene rilasciato dalla cellula madre..
Altri grandi batteri hanno un gran numero di nucleoidi sparsi e separati intorno alla loro periferia, mentre il resto del citoplasma rimane privo di DNA. Ciò costituisce un caso di poliploidia più familiare nelle cellule eucariotiche..
Nel caso delle cellule procariotiche, il nucleoide manca di una membrana, a differenza del nucleo delle cellule eucariotiche, che ha una membrana che impacchetta il suo genoma e lo protegge..
Nella cellula eucariotica, il materiale genetico è organizzato nei cromosomi in modo molto compatto o organizzato, mentre il nucleoide è meno compatto e più disperso. Tuttavia, nei procarioti forma corpi definiti e differenziabili.
Il numero di cromosomi nella cellula eucariotica di solito varia. Tuttavia, sono più numerosi degli organismi procarioti che ne hanno solo uno. In contrasto con il materiale genomico dei batteri, le cellule eucariotiche hanno due copie di ciascun gene, rendendole geneticamente diploidi.
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