Генетичният апарат на прокариотите
Генетичен апарат на прокариотите - раздел Наука, генетиката като наука Прокариотите са организми, в чиито клетки няма образувано ядро. Е.
Прокариотите са организми, чиито клетки нямат оформено ядро. Функциите на ядрото се изпълняват от нуклеоида (т.е. „като ядрото“); за разлика от ядрото, нуклеоидът няма собствена обвивка.
Основата на прокариотния геном се състои от кръгови ДНК молекули: прокариотни хромозоми и плазмиди.
Много ДНК молекули образуват две взаимосвързани подсистеми: хромозомна и плазмидна.
Хромозомна подсистема на прокариотния геном
Основата на хромозомната подсистема на прокариотния геном е прокариотната (бактериална) хромозома (генофор), която е част от нуклеоида - структура, подобна на ядро. Морфологията на нуклеоида наподобява съцветие на карфиол и заема приблизително 30% от обема на цитоплазмата.
Бактериалната хромозома е кръгла, двойноверижна, дясно ориентирана ДНК молекула, която е навита във вторична спирала. Вторичната структура на хромозомата се поддържа от хистоноподобни (основни) протеини и РНК. Точката на прикрепване на бактериалната хромозома към мезозомата (гънка на плазмалемата) е точката на произход на репликацията на ДНК (тази точка се нарича OriC сайт). Бактериалната хромозома се удвоява преди клетъчното делене. Репликацията на ДНК протича в двете посоки от мястото OriC и завършва на мястото TerC. ДНК молекулите, които могат да се репликират, се наричат репликони.
Дължината на прокариотната хромозома е няколко милиона нуклеотидни двойки (mpn); например минималната дължина на ДНК на прокариотната хромозома на Е. coli щам MG1655 е 4639221 bp (физическа дължина около 1,5 mm).
При типичните прокариоти в неделяща се клеткаима една бактериална хромозома. Следователно прокариотите като цяло са хаплоиди (хаплобионти).
Плазмидите и епизомите са малки части от ДНК, които се различават от по-голямата част от ДНК. Те често се репликират заедно с ДНК на гостоприемника, но не са необходими за оцеляването на клетката гостоприемник.
Първоначално беше обичайно да се прави разлика междуепизоми иплазмиди : епизоми се въвеждат в ДНК на гостоприемника, докато плазмиди не. Еписомите включват F-фактори и така наречените умерени фаги. Сега и двете групи се обозначават с общ термин"плазмиди". Плазмидите са широко разпространени в природата и през последните години те се считат за вътреклетъчни паразити или симбионти, подредени дори по-просто от вирусите. Въпросът дали вирусите могат да се считат за живи организми ще бъде разгледан подробно в друга статия. Що се отнася до плазмидите, тук ситуацията е още по-сложна - все пак те са само ДНК молекули.
Плазмидите придават редица специални свойства на техните клетки гостоприемници. Някои плазмиди са"фактори на резистентност" (R-плазмиди, или R-фактори: от англ. R = устойчивост - стабилност), т.е. фактори, придаващи резистентност към антибиотици. Пример е пеницилиназният плазмид на стафилококите, който се трансдуцира от различни бактериофаги. Този плазмид съдържа гена, кодиращ ензима пеницилиназа, който разрушава пеницилина и по този начин придава резистентност към пеницилина. Предаването и разпространението на такива фактори сред бактериите (в резултат на половото размножаване) е много обезпокоително за лекарите. Други плазмидни гени определят устойчивостта към дезинфектанти; допринасят за заболявания като стафилококово импетиго; помагат на млечнокисели бактерии да превърнат млякото в сирене; дават способността да абсорбират сложни вещества като въглеводороди,които биха могли да се използват за борба със замърсяването на океана или за производство на фуражен протеин от нефт.
Деление на прокариотни клетки - процес на образуване на дъщерни прокариотни клетки от майката. Ключовите събития в клетъчния цикъл както на прокариотите, така и на еукариотите са репликацията на ДНК и клетъчното делене. Отличителна черта на деленето на прокариотните клетки е прякото участие на репликирана ДНК в процеса на делене. В по-голямата част от случаите прокариотните клетки се делят с образуването на две дъщерни клетки с еднакъв размер, така че този процес понякога се нарича също бинарно делене. Тъй като прокариотните клетки най-често имат клетъчна стена, бинарното делене се придружава от образуването на преграда - преграда между дъщерните клетки, която след това се ексфолира в средата.