Estructura cromosómica bacteriana: qué, cómo y hechos detallados

Un nucleoide, que tiene una estructura citoplásmica bien definida, contiene cromosomas bacterianos. Aquí, el ADN de doble hélice está cubierto de proteínas que son como histonas.

El cromosoma bacteriano difiere del genoma bacteriano. La estructura del cromosoma bacteriano tiene un fuerte vínculo de proteína-ADN-ARN que puede diferir en disposición, contenido de ADN, dimensiones, y condiciones relacionadas con el crecimiento. Por otro lado, un genoma es el portador de información genética para un organismo.

cromosomas de Las bacterias tienen citoplasma claro. formas que están presentes en el nucleoide. Las proteínas tienen estructuras similares a las histonas que recubren el ADN de doble hélice en el nucleoide.. Muchas bacterias pueden tener cromosomas de forma circular, de gran tamaño y únicos, pero no es lo mismo para todas las bacterias. Otras bacterias también pueden tener múltiples cromosomas al igual que Rhodobacter sphaeroides.

Rhodobacter sphaeroides tiene más de un cromosoma, de los cuales uno tiene un tamaño de 3.0 mb y otro de 0.9 mb, mientras que Burkholderia cepacia tiene tres cromosomas y sus tamaños incluyen 3.6, 3.2 y 1.1 mb, respectivamente. Algunas otras especies también tienen cromosomas lineales, como la espiroqueta Borrelia burgdorferi y la Gram positivas Streptomyces coelicolor.

Además, varias bacterias tienen algunos componentes extracromosómicos, como plásmidos. El tamaño del genoma de B. burgdorferi es superior a 0.56 mb ya que se compone de aproximadamente 0.9 mb de cromosomas lineales y más o menos 19 mb de plásmidos lineales y circulares. La estructura cromosómica tiene un impacto significativo en la replicación cromosómica. A diferencia de los eucariotas, el inicio de la replicación tiene lugar en un solo lugar en los cromosomas bacterianos.

E. coli tiene un solo cromosoma con forma circular y su replicación comienza en el sitio oriC (origen de la replicación). A diferencia de los eucariotas, el proceso de replicación progresa en ambas direcciones de manera similar a la semiconservadora.

Replicación de ADN se ve en todo el cromosoma, que tiene forma circular hasta que ambas horquillas de replicación se unen en los extremos terminales, lo que constituye un obstáculo para el progreso de la horquilla de replicación.

estructura del cromosoma bacteriano
Crédito de la imagen: cromosoma circular- Wikipedia

¿Los cromosomas bacterianos son circulares o lineales?

Todas las bacterias no tienen cromosomas circulares. De varios géneros de bacterias, los cromosomas lineales son los más comunes, como Borrelia, Streptomycesllamadas Agrobacterias,

Pocas bacterias tienen más de un cromosoma, mientras que varias bacterias tienen lineal plásmidos y cromosomas. En comparación con los cromosomas lineales presentes en las células eucariotas, los investigadores encontraron que las bacterias tienen cromosomas circulares que son solitarios y están cerrados covalentemente.

Se cree que los cromosomas lineales surgieron de los cromosomas ancestrales circulares. Para demostrar que el cromosoma bacteriano era circular, microscopio de electrones se utilizó. Este proceso se llevó a cabo tanto en bacterias gramnegativas (como Escherichia coli) como en bacterias grampositivas (como Bacillus subtilis). Se ha descubierto que los plásmidos bacterianos también son circulares.

Se sugiere que la replicación cromosómica es un mecanismo general de fijación temprana. La región de origen de la replicación tiene una organización génica. La génesis de la disposición de los genes de la región de replicación es evolutivamente consistente en varios linajes de bacterias (p. ej., E. coli del filo Proteobacteria y B. subtilis grampositiva), lo que implica que un mecanismo genérico para la replicación cromosómica se fijó temprano.

Los telómeros son las últimas partes de las moléculas de ADN que son lineales.. Tienen dos dificultades que no convienen a las moléculas de ADN que son circulares. En primer lugar, como nosotros saber que los cabos sueltos del ADN de doble cadena son demasiado delicados para la degradación por las nucleasas intracelulares, debe haber un procedimiento que pueda preservar los extremos.

En segundo lugar, las porciones finales de las moléculas de ADN que son lineales tienen un proceso particular para la replicación del ADN. Estos problemas pueden ser resueltos por las características de los telómeros. Hay dos variedades de telómeros que se han descubierto en bacterias, a saber, telómeros de invertrón y telómeros de horquilla.

¿Cómo se ve un cromosoma en las bacterias?

Mientras que los cromosomas bacterianos tienen forma circular, los cromosomas humanos tienen extremos abiertos. Significa que los cromosomas bacterianos están unidos entre sí.

Los cromosomas bacterianos tienen distintas morfologías citoplasmáticas que son visibles en el nucleoide. Proteínas recubre el ADN de doble hélice en el nucleoide con estructuras similares a las histonas. Aunque muchas bacterias tienen cromosomas circulares que son enormes en tamaño y únicos en número, este no es el caso de todas las bacterias.

Las bacterias son naturalmente distintas de los seres humanos. Casi todas las bacterias tienen un solo cromosoma. La razón por la que los cromosomas pueden encajar en la célula bacteriana es que tienen pliegues. A nucleoide es donde se puede encontrar un cromosoma. Esto es más o menos similar a la núcleo presente en las células humanas, pero no es lo mismo.

Aunque la el humano el núcleo tiene una membrana por sí solo, el nucleoide en el cromosoma bacteriano no lo hace. Por lo tanto, el ADN no se desprende de la célula. El ADN se pliega alrededor de las proteínas de unión al ADN.. Esto es útil ya que ayuda al cromosoma encaja en la célula debido a los pliegues.

Los estudios actuales en los campos de la biología celular y los métodos microscópicos revelaron que el ADN del cromosoma bacteriano tiene una estructura similar a pliegues que les ayuda a ocupar un espacio pequeño en la célula. El cromosoma bacteriano que está presente en el nucleoide se ensambla de forma independiente en bucles superenrollados conocidos como dominios.  

La forma del nucleoide es muy activa ya que la disposición del dominio permite que el cromosoma de ADN experimente los cambios de estructura durante varios procesos celulares, como la segregación, la replicación y la transcripción que se produce en las células de las bacterias al mismo tiempo.

¿Cómo se organizan los cromosomas bacterianos?

Bacteriano los cromosomas están estructurados en configuraciones estereotipadas en las células hijas, que se recrean consistente y vigorosamente.

Los cromosomas bacterianos tienen patrones de organización espacial que se clasifican en dos clasificaciones amplias: donde el cromosoma está orientado longitudinalmente en un patrón ori-ter y donde el cromosoma ocupa un espacio en configuración transversal con dos brazos, izquierdo y derecho, llamados replicores que están presentes por separado en las mitades de las células en el lado izquierdo. -patrón ori-derecha.

El tipo más común de patrón de organización en el cromosoma de las bacterias incluye el posicionamiento longitudinal, también conocido como organización ori-ter. Aquí, el origen se encuentra en o cerca del polo de la celda anterior y el término se encuentra cerca de la celda nueva. Entre ellos están presentes el brazo izquierdo y el brazo derecho que están situados uno al lado del otro. Antes de la evolución de la biología celular bacteriana, el patrón se propuso por primera vez en células de B. subtilis en esporulación.

El patrón longitudinal de ori-ter tiene las características de ser sencillo e instintivo. Todavía, una observación metódica de E. coli que crecía lentamente y con la que se experimentó hace mucho tiempo mostró una orientación espectacularmente diferente. En la etapa inicial de la replicación de E. coli, el origen ocupa su posición en el medio de la celda, mientras que los brazos izquierdo y derecho se encuentran en las mitades de la celda por separado. La región terminal tiene un tamaño de casi 300 kb y ayuda a conectar los brazos izquierdo y derecho para formar un círculo completo.

Por lo tanto, el eje ori-ter se mantiene perpendicular al eje largo de la celda que genera una organización transversal (organización izquierda-ori-derecha (transversal)). A medida que los orígenes se replican, se separan en cuartos de región de la célula. El brazo izquierdo y el brazo derecho que se replican recientemente se separan a cada lado para que pueda regenerar el patrón transversal en la próxima generación o origen.

300px Orígenes de la replicación del ADN Figura 1
Crédito de la imagen: Origen de la replicación- Wikipedia

¿La estructura del cromosoma bacteriano es doble?¿varado?

El cromosoma bacteriano se define generalmente como un componente de ADN circular, solitario y de doble hélice que consiste en casi toda la información genética de una célula.

Varias bacterias contienen un genoma haploide. Un solo cromosoma bacteriano consta de hebras de ADN redondas de doble hélice. El cromosoma de las bacterias es un elemento genético que es una molécula redonda de ADN que tiene la capacidad de autorreplicarse.

Cuando el genoma bacteriano se replica, cada cadena presente en el ADN de doble hélice desempeña un papel en la síntesis de la cadena complementaria recién formada. Cada molécula hija de ADN, que también es una molécula de doble hélice, contiene una hebra antigua de polinucleótido y una hebra nueva que se sintetiza. Este tipo particular de replicación del ADN se conoce como semiconservativo.

El cromosoma bacteriano es una sola molécula de ADN. Esta es una molécula de ADN súper enrollada que es helicoidal, de doble cadena. En varias bacterias, las partes finales de las moléculas de ADN de doble hélice se unen entre sí de forma covalente para dar lugar a un círculo genético y físico. Las moléculas de ADN que son lineales en las bacterias están protegidas por dos tipos diferentes de telómeros, como los telómeros invertrones y los bucles de horquilla palindrómicos.

Los telómeros llamados bucles de horquilla palindrómicos están asegurados por la ausencia de extremos sueltos que son de doble cadena, mientras que los telómeros invertrones están preservados por proteínas que se unen a 5 extremos principales (5 '). Estos dos procedimientos también son útiles para algunos virus eucariotas, fagos y algunos plásmidos eucariotas.

Los telómeros de Invertron están formados por una proteína que está unida covalentemente a los extremos 5 'de las moléculas de ADN. La proteína 5′-terminal o TP para abreviar, es el nombre que se le da a este extremo 5′. En el telómero, el ADN polimerasa se conecta con la proteína terminal, que promueve la formación de un enlace covalente entre un dNTP y un TP. El dNTP acoplado a TP tiene un grupo suelto de 3′-OH que actúa como precursor de la elongación de la cadena.

A menudo se piensa que las bacterias son células inertes que se copian a sí mismas sin alterarlas. Sin embargo, esta no es siempre la situación. Las bacterias son microorganismos extremadamente adaptables. Incluso si son de especies distintas, muchas bacterias pueden intercambiar información genética.

Lea también