Organizarea nucleoidului bacterian

Organizarea nucleoidului bacterian

Aparatul genetic bacterian este reprezentat de doua tipuri de structuri: nucleoidul, care din punct de vedere structural si functional corespunde cromosomului, iar cea de a doua categorie de structuri o reprezinta plasmidele. Corespunzator celor doua tipuri de structuri, determinantii genetici sunt de doua categorii: gene esentiale (eucromosomale), localizate in structura cromosomului si genele accesorii, cu localizare plasmidiala sau in structura elementelor genetice transpozabile si a unor fagi.

Cromosomul bacterian, ca structura genetica esentiala poarta informatia genetica ce asigura desfasurarea functiilor esentiale pentru existenta celulei, adica setul de determinanti minim necesari pentru a codifica arhitectura celulei si pentru a asigura metabolismul energetic si de biosinteza, cresterea, diviziunea si reglarea diferitelor activitati celulare.

Structurile genetice extracromosomale (plasmidele) poarta informatia genetica accesorie, "de confort", care permite celulei o mai buna adaptare la conditii de mediu noi sau modificate.

Genomul E. coli K₁₂ este alcatuit din circa 4400 de gene. Pentru cresterea in laborator ar fi necesare numai cateva sute. Genomul este rezultatul actiunii fortelor selective pentru eficienta metabolica si adaptabilitate.

Spre deosebire de celulele eucariote care au un nucleu cu structura bine definita, delimitat de o membrana si continand un numar definit de cromosomi, "nucleul" bacterian reprezinta o forma primitiva de organizare, lipsita de membrana, inclavata direct in citoplasma. Particularitatea structurii nucleare - lipsa membranei delimitante - este fundamentala pentru organizarea celulara de tip procariot, caruia ii apartin bacteriile.

Datorita caracterelor structurale particulare, "nucleul" bacterian a primit diferite denumiri: nucleoid, material nuclear, nucleoplasma, echivalent nuclear sau chiar nucleu, prin analogie cu nucleul celulei eucariote, lineom sau genofor.

Evidentiere Fiind foarte bogata in ARN, citoplasma celulei bacteriene este intens bazofila, fapt ce nu a permis diferentierea materialului nuclear, la fel de bazofil, dupa colorarea cu coloranti bazici de anilina. De aceea s-a considerat ca nucleul bacterian lipseste sau dimpotriva, ca bacteriile ar avea un nucleu imens care ocupa intreaga celula. Datorita bazofiliei citoplasmei, evidentierea materialului nuclear la microscopul optic este posibila dupa utilizarea tehnicilor de colorare selectiva, ce constau in indepartarea ARN prin hidroliza acida (tehnica Robinow si Feulgen) sau enzimatica (cu ribonucleaza) si utilizarea colorantilor de anilina.

Dupa hidroliza ARN, materialul nuclear apare sub diferite forme: sferica, ovalara, de haltera, de bastonas, reprezentand 5-l6% din volumul celulei.

Dupa tratamentul celulelor cu DN-aza, zona corespunzatoare materialului nuclear apare golita de continut.

Pe micrografiile electrono-optice, materialul nuclear este localizat, in mod obisnuit, in partea centrala a celulei si se distinge de citoplasma inconjuratoare, prin densitatea sa mai mica la fluxul de electroni, in contrast cu celula eucariota, la care nucleul este mai electronodens, comparativ cu citoplasma. Celula procariota are un contrast invers al structurilor sale, in raport cu celula eucariota, care se datoreaza atat faptului    ca ADN nu este asociat cu proteine, cat si densitatii foarte mari a citoplasmei bacteriene.

Pe sectiuni ultrafine, zona materialului nuclear este ocupata de fibrile fine, cu diametrul de 2,5 nm, uneori aranjate in siruri ondulate, paralele, asemanatoare cu o jurubita de ata (fig. 25) si sunt sensibile la hidroliza cu DN-aza.

Fig. 25.    Imagine electrono-optica a nucleoidului bacterian (original).