Nukleoid – Pengertian, struktur, fungsi, komposisi

Nukleoid, wilayah inti sel atau badan nuklir adalah wilayah yang mengandung DNA dalam prokariota. Daerah ini bentuknya tidak beraturan.

Dalam sel prokariotik, DNA adalah molekul beruntai ganda, umumnya melingkar (tertutup), yang terletak di sektor sel yang dikenal sebagai nukleoid (artinya “seperti nukleus”), yang tidak menyiratkan adanya membran inti. Sistem ini berfungsi untuk menyimpan informasi genetik, berbeda dengan sistem yang ada dalam sel eukariotik, di mana DNA disimpan di dalam organel membran ganda yang disebut nukleus.

Nukleoid adalah ruang di dalam sel prokariotik di mana informasi genetik, yang disebut genofor, ditemukan. Prokariota dibagi menjadi bakteri dan archaea, yang keduanya merupakan organisme bersel tunggal yang tidak mengandung organel yang terikat membran.

Nukleoid, kemudian, juga tidak memiliki membran di sekitarnya. Ini melekat pada membran sel dan kontak langsung dengan sitoplasma. Nukleoid juga tidak berbentuk seragam dan tidak memiliki ukuran tertentu. Namun, kita masih bisa membedakannya dari sisa sel dan mengidentifikasinya di bawah mikroskop cahaya.

Nukleoid sebagian besar terdiri dari beberapa salinan DNA yang dipadatkan dalam sebuah benang yang terus-menerus, dengan penambahan beberapa RNA dan protein. DNA pada prokariota beruntai ganda dan umumnya berbentuk bundar.

Perlu diingat bahwa DNA kadang-kadang juga dapat ditemukan di daerah lain di luar nukleoid. Untuk menempatkan hal-hal ke dalam perspektif, kita dapat melihat pasangan eukariotik nukleoid. Eukariota, seperti tumbuhan dan hewan, memiliki nukleus yang menampung bahan genetik mereka, dengan membran ganda di sekitarnya, atau apa yang kita sebut selaput inti. Membran ini memisahkan isi nukleus dari sitoplasma. Seperti pada prokariota, DNA eukariota juga beruntai ganda.

Pengertian

Nukleoid (artinya seperti nukleus) adalah daerah berbentuk tidak teratur di dalam sel prokariota yang mengandung semua atau sebagian besar bahan genetik. Panjang kromosom DNA sangat besar dibandingkan dengan dimensi sel, dan karenanya harus dipadatkan agar sesuai.

Berbeda dengan inti sel eukariotik, ia tidak dikelilingi oleh membran nukleus. Sebagai gantinya, nukleoid terbentuk dengan kondensasi dan pengaturan fungsional dengan bantuan protein arsitektur kromosom dan molekul RNA serta supercoiling DNA. Panjang genom sangat bervariasi (umumnya paling tidak beberapa juta pasangan basa) dan sebuah sel mungkin berisi banyak salinannya.

Belum ada struktur resolusi tinggi yang diketahui dari nukleoid bakteri, namun fitur kunci telah diteliti dalam Escherichia coli sebagai organisme model. Pada E. coli, DNA kromosom rata-rata superkoil negatif dan dilipat menjadi loop plektonemik, yang terbatas pada daerah fisik yang berbeda, dan jarang berdifusi satu sama lain.

Loop ini secara spasial diatur ke dalam wilayah berukuran megabase yang disebut makrodomain, di mana situs DNA sering berinteraksi, tetapi di antaranya interaksi jarang terjadi. DNA yang terkondensasi dan terorganisir secara spasial membentuk ellipsoid heliks yang secara radial terkurung dalam sel. Struktur #D dari DNA dalam nuceoid nampak bervariasi tergantung pada kondisi dan terkait dengan ekspresi gen sehingga arsitektur nukleoid dan transkripsi gen saling tergantung, saling mempengaruhi secara timbal balik.

Struktur

Pembentukan nukleoid harus memperhatikan dua masalah penting, yaitu: pemadatan DNA besar dalam ruang sel kecil bakteri dan organisasi DNA dalam bentuk tiga dimensi yang beradaptasi dengan fungsinya.

DNA pada kromosom tidak hanya memadat tetapi juga diatur secara fungsional dengan cara yang kompatibel dengan semua proses DNA: replikasi, rekombinasi, segregasi, dan transkripsi.

Bentuk akhir nukleoid telah terbukti muncul dari organisasi hierarkis DNA. Koneksi DNA-DNA jarak jauh dan jarak pendek yang terbentuk dalam domain makro dan antara domain makro berkontribusi pada kondensasi dan organisasi fungsional.

Protein terkait nukleoid

Bakteri memiliki sekelompok protein yang berikatan dengan DNA, yang dikenal sebagai protein terkait nukleoid (NAP) yang analog fungsinya, dengan histon eukariota. Protein ini memungkinkan pengemasan yang lebih besar, tanpa perlu meningkatkan derajat supercoiling DNA.

NAP ditandai oleh: berat molekulnya rendah dan karena kaya akan asam amino. Di antara yang paling terkenal adalah H-NS (Histone-like Nucleoid-structuring), FIS (Stimulasi inversi faktor), HU (Heat Unstable protein), IHF (Integration host factor), Lrp (Leucine-responssive regulatory protein).

RAN memiliki kemampuan untuk mengikat DNA dengan cara yang spesifik, tetapi juga tidak sesuai urutan. Akibatnya, RAN adalah protein fungsi ganda, baik dalam urutan DNA dan struktur DNA RAN berpartisipasi dalam pemadatan kromosom bakteri melalui mekanisme berikut: menginduksi dan menstabilkan kurva dalam DNA; mengkondensasi DNA dengan jembatan yang dapat terjadi antara segmen DNA yang dekat atau jauh; atau dengan membatasi supercoil dalam DNA. 1 Nukleoid setelah superkoiling adalah ellipsoid heliks dengan daerah DNA yang sangat terkondensasi pada sumbu longitudinalnya.

Setiap spesies dicirikan oleh seperangkat NAP tertentu, dan hanya protein mirip HU yang ditemukan pada semua bakteri

Kromosom

Pada banyak bakteri, kromosom adalah molekul DNA beruntai ganda yang tertutup (melingkar), yang menyandikan informasi genetik dalam bentuk haploid. Ukuran DNA berkisar dari 500.000 hingga beberapa juta pasangan basa (bp) yang mengkode 500 hingga beberapa ribu gen.

Tampilan

Meskipun penampilan dapat berubah, itu jelas terlihat terhadap sitosol. Kadang-kadang bahkan untaian yang bisa menjadi DNA terlihat. Menggunakan pewarna Feulgen, yang secara spesifik menodai DNA, nukleoid dapat diamati di bawah mikroskop cahaya.

Nukleoid dapat secara jelas divisualisasikan menggunakan teknik mikroskop elektron pembesaran tinggi.

Komposisi

Nukleoid dibentuk oleh pemadatan dan pengaturan fungsional DNA kromosom tunggal, dengan bantuan: protein arsitektur kromosom dan molekul RNA, serta DNA yang supercoiling itu sendiri.

Bukti eksperimental menunjukkan bahwa nukleoid terisolasi terutama terdiri dari 80% DNA, dengan 10% RNA dan 10% protein. Dua komponen terakhir ini bertindak sebagai messenger RNA dan sebagai protein pengatur genom.

Fungsi Nukleoid

Nukleoid sangat penting untuk mengendalikan aktivitas sel dan reproduksi. Di sinilah transkripsi dan replikasi DNA berlangsung. Di dalamnya, kita dapat berharap untuk menemukan enzim yang berfungsi sebagai katalis biologis dan membantu replikasi, serta protein lain yang memiliki peran fungsional dan struktural lainnya, termasuk membantu pembentukan DNA, memfasilitasi pertumbuhan sel, dan mengatur bahan genetik dari sel.

Tahapan Metamorfosis semut, kupu kupu dan katak
Contoh Ekologi: Tujuan, jenis, peranan, cabang
10 Ciri-ciri Nematoda yang penting berikut ini
Siklus hidup Bakteriofag: Pengertian, struktur, terapi