1 Dicembre 2021
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Qual è la forma di un cromosoma batterico?

In contrasto con i cromosomi lineari che si trovano nelle cellule eucariotiche, i ceppi di batteri inizialmente studiati sono risultati avere cromosomi circolari singoli, covalentemente chiusi. 1 La circolarità del cromosoma batterico è stata elegantemente dimostrata dalla microscopia elettronica sia nei batteri Gram negativi (come Escherichia coli) che nei batteri Gram positivi (come Bacillus subtilis). Anche i plasmidi batterici hanno dimostrato di essere circolari. In effetti, gli esperimenti erano così belli e le prove erano così convincenti che l’idea che i cromosomi batterici sono circolari e i cromosomi eucarioti sono lineari fu rapidamente accettata come una distinzione definitiva tra cellule procariotiche ed eucariotiche. Tuttavia, come la maggior parte delle altre distinzioni tra cellule procariotiche ed eucariotiche 2 , è ormai chiaro che questa dicotomia non è corretta. Non tutti i batteri hanno un singolo cromosoma circolare: alcuni batteri hanno cromosomi circolari multipli, e molti batteri hanno cromosomi lineari e plasmidi lineari.

Le prove sperimentali per i cromosomi multipli e i cromosomi lineari provenivano inizialmente da studi che utilizzavano l’elettroforesi a campo pulsato (PFGE), un approccio che utilizza campi elettrici alternati per separare grandi molecole di DNA su un gel di agarosio. Successivamente i progetti di sequenziamento del genoma hanno aggiunto alla lista dei batteri con cromosomi multipli o lineari.

La prima prova convincente che alcuni batteri hanno cromosomi multipli è venuta da studi su Rhodobacter sphaeroides. Entrambi gli studi molecolari (Suwanto e Kaplan, 1989) e genetici (Suwanto e Kaplan, 1992) hanno chiaramente dimostrato che R. sphaeroides ha due grandi cromosomi circolari. Uno dei cromosomi è di 3,0 Mb e l’altro di 0,9 Mb. I geni che codificano gli rRNA e i tRNA necessari per la traduzione e gli enzimi metabolici sono distribuiti tra i due cromosomi. Cromosomi multipli sono stati trovati anche in molti altri batteri, tra cui Agrobacterium tumefaciens, Rhizobium, Brucella, Paracoccus denitrificans, Ochrobactrum anthropi, Leptospira interrogans, Burkholderia, Vibrio cholerae, Deinococcus radiodurans, e molti altri di diversi gruppi di batteri.

Inoltre, alcuni batteri hanno cromosomi lineari. La Borrelia 3 ha cromosomi lineari e la maggior parte dei ceppi contiene sia plasmidi lineari che circolari; la maggior parte dei batteri del genere Streptomyces 4 ha cromosomi lineari e plasmidi e alcuni hanno anche plasmidi circolari. Inoltre, in alcuni casi ci può essere un equlibrio dinamico tra le forme lineari e circolari di una molecola di DNA. Ci sono alcune prove che la linearizzazione può essere dovuta all’integrazione di un genoma fagico lineare nella molecola di DNA circolare (Volff e Altenbuchner, 2000).

I cromosomi lineari e i plasmidi non sono stati scoperti nei batteri fino a tempi relativamente recenti. La prima prova pubblicata di cromosomi lineari risale al 1979, ma poiché le tecniche utilizzate a quel tempo erano limitate e poiché il dogma che tutti i cromosomi batterici sono circolari era così radicato, poche persone credevano che i cromosomi lineari e i plasmidi fossero presenti nei batteri fino al 1989. Da quel momento l’elettroforesi a campo pulsato gel era stato sviluppato, e questa nuova tecnica fornito prove convincenti che il cromosoma di Borrelia burgdoferi era lineare.

Le estremità delle molecole di DNA lineare (chiamate telomeri) pongono due problemi che non si applicano alle molecole di DNA circolare. In primo luogo, poiché le estremità libere del DNA a doppio filamento sono molto sensibili alla degradazione da parte delle nucleasi intracellulari, ci deve essere un meccanismo per proteggere le estremità. In secondo luogo, le estremità delle molecole di DNA lineare devono avere un meccanismo speciale per la replicazione del DNA. 6 Questi problemi sono risolti dalle caratteristiche dei telomeri. Nei batteri sono stati osservati due diversi tipi di telomeri: telomeri a forcina e telomeri invertroni.

Ci sono esempi di molecole lineari di DNA nei batteri che sono protette da entrambi i tipi di telomeri: le forcine palindromiche sono protette dalla mancanza di estremità libere a doppio filamento, e i telomeri invertroni sono protetti da proteine che si legano alle estremità 5′-. Entrambi questi meccanismi sono utilizzati anche da alcuni fagi, virus eucarioti e plasmidi eucarioti. 8

I due tipi di telomeri risolvono anche il problema della replicazione del DNA in modo diverso. I telomeri invertroni hanno una proteina covalentemente attaccata alle estremità 5′ della molecola di DNA (chiamata proteina 5′-terminale o TP in breve). La DNA polimerasi interagisce con la TP al telomero e catalizza la formazione di un legame covalente tra la TP e un dNTP. Il dNTP legato al TP ha un gruppo 3′-OH libero che agisce come primer per l’allungamento della catena. La replicazione dei telomeri a forcina è meno ben compresa. Apparentemente più sequenze di forcine possono accoppiarsi per formare concatenamenti che sono intermedi di replicazione. 7

L’importante punto di arrivo è che stiamo appena iniziando ad apprezzare la somiglianza di molti processi che una volta si pensava fossero completamente diversi tra batteri ed eucarioti, in parte perché ora abbiamo strumenti migliori per studiare questi processi e in parte perché la maggior parte degli studi precedenti si sono concentrati su relativamente pochi tipi di batteri. Più studiamo una più ampia diversità di batteri, fagi e plasmidi, più diventa ovvio che l’E. coli è un modello eccellente per sezionare ampie caratteristiche della biologia molecolare e cellulare, ma non tutti i batteri fanno tutto allo stesso modo. Inoltre, abbiamo solo recentemente iniziato ad attaccare la genetica molecolare dell’E. coli, e ciò che abbiamo imparato finora suggerisce che questo gruppo diversificato di procarioti condivide ancora più caratteristiche comuni con gli eucarioti.

    I genomi circolari del mitocondrio e del cloroplasto sono una notevole eccezione alla regola che i cromosomi eucarioti sono lineari. Tuttavia, questo si inserisce bene nella dicotomia che i cromosomi eucarioti sono lineari e i cromosomi batterici sono circolari perché questi organelli sembrano essersi evoluti da batteri intrappolati.

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Che aspetto ha un cromosoma batterico?

Il cromosoma batterico è una lunga, singola molecola di DNA a doppio filamento, elicoidale e superavvolto. Nella maggior parte dei batteri, le due estremità del DNA a doppio filamento si legano covalentemente insieme per formare un cerchio fisico e genetico.

Qual è la forma della maggior parte dei cromosomi batterici?

Cromosomi. I cromosomi batterici si trovano in un nucleoide, una struttura citoplasmatica distinta, in cui il DNA a doppio filamento è rivestito da proteine simili agli istoni. La maggior parte dei batteri sembra avere un unico grande cromosoma circolare, ma questo non è universale.

I cromosomi batterici sono circolari?

Un cromosoma circolare è un cromosoma in batteri, archei, mitocondri e cloroplasti, sotto forma di una molecola di DNA circolare, a differenza del cromosoma lineare della maggior parte degli eucarioti. La maggior parte dei cromosomi procarioti contiene una molecola di DNA circolare – non ci sono estremità libere del DNA.

Perché il cromosoma batterico è circolare?

Tuttavia, questo si inserisce bene nella dicotomia che i cromosomi eucarioti sono lineari e i cromosomi batterici sono circolari perché questi organelli sembrano essersi evoluti da batteri intrappolati. Altri esempi sono la presenza di introni e di code poly-A sull’mRNA. Questo genere include B.

Come si chiama il cromosoma batterico?

I cromosomi e i plasmidi batterici sono molecole di DNA circolare a doppio filamento e sono spesso indicati come DNA circolare covalentemente chiuso, o cccDNA.

I batteri hanno 1 cromosoma?

I batteri di solito hanno un cromosoma circolare di qualche megabase di dimensione. Spesso hanno plasmidi le cui dimensioni variano da poche a cento o più kilobasi. In alcuni casi, i plasmidi si avvicinano alle dimensioni dei cromosomi.

Il DNA batterico è circolare o lineare?

Il DNA della maggior parte dei batteri è contenuto in una singola molecola circolare, chiamata cromosoma batterico. Il cromosoma, insieme a diverse proteine e molecole di RNA, forma una struttura di forma irregolare chiamata nucleoide. Questo si trova nel citoplasma della cellula batterica.

Quali sono le 3 forme principali dei batteri?

I singoli batteri possono assumere una delle tre forme principali: sferica (coccus), a bastoncello (bacillus), o curva (vibrio, spirillum o spirochete).

Come si chiama un cromosoma batterico?

I cromosomi e i plasmidi batterici sono molecole di DNA circolare a doppio filamento e sono spesso chiamati DNA circolare covalentemente chiuso, o cccDNA.

Quanti cromosomi ha un batterio?

I cromosomi variano in numero e forma tra gli esseri viventi. La maggior parte dei batteri ha uno o due cromosomi circolari. Gli esseri umani, insieme ad altri animali e piante, hanno cromosomi lineari che sono disposti a coppie all’interno del nucleo della cellula.

Quali sono i due tipi di batteri?

TipiSferici: i batteri a forma di palla sono chiamati cocci, e un singolo batterio è un coccus. Gli esempi includono il gruppo streptococcus, responsabile della “gola streptococcica”: Questi sono conosciuti come bacilli (bacillo singolare). … A spirale: Questi sono conosciuti come spirilla (singolare spirillus).

Che tipo di DNA hanno i batteri?

Il DNA presente nei batteri è di due tipi: DNA genomico e plasmidi. DNA genomico – La maggior parte dei batteri ha un genoma che consiste in una singola molecola di DNA che è un cromosoma presente in loro. Il DNA genomico batterico ha una dimensione di diversi milioni di paia di basi.

I cromosomi umani sono circolari o lineari?

In alcuni organismi, come gli esseri umani, i cromosomi sono lineari, ma in altri organismi, come i batteri, i cromosomi sono tipicamente circolari. Nei procarioti, il cromosoma circolare è contenuto nel citoplasma in un’area chiamata nucleoide.

Quale tipo di DNA si trova nei batteri?

Il DNA presente nei batteri è di due tipi: DNA genomico e plasmidi. DNA genomico – La maggior parte dei batteri ha un genoma che consiste in una singola molecola di DNA che è un cromosoma presente in loro. Il DNA genomico batterico ha una dimensione di diversi milioni di paia di basi.

Dove si trova il DNA batterico?

citoplasma
Il DNA delle cellule batteriche si trova libero nel citoplasma. È chiamato DNA cromosomico e non è contenuto in un nucleo. I batteri hanno anche piccoli cerchi chiusi di DNA chiamati plasmidi presenti nel loro citoplasma. A differenza del DNA cromosomico, il DNA plasmidico può spostarsi da un batterio all’altro dando variazioni.

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