Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe bacteriën hun celcyclus controleren

Bacteriën gebruiken geavanceerde mechanismen om hun celcyclus te controleren. Hier is een overzicht:

1. Initiatie:

- De initiatie van DNA-replicatie, die het begin van de celcyclus markeert, is bij bacteriën strak gereguleerd.

- Meestal is er één enkele replicatieoorsprong (oriC) aanwezig in het bacteriële chromosoom.

- Initiatie omvat de assemblage van een multi-eiwitcomplex, het replisoom, in de oriC-regio.

- Factoren zoals DNAA-eiwit, dat zich aan specifieke DNA-sequenties bindt, spelen een cruciale rol bij het op gang brengen van het initiatieproces.

2. Verlenging:

- Zodra de DNA-replicatie begint, vindt het afwikkelen van de dubbele DNA-helix plaats, waardoor een replicatievork ontstaat.

- DNA-polymerasen, de enzymen die verantwoordelijk zijn voor de DNA-synthese, voegen nieuwe nucleotiden toe aan de groeiende DNA-strengen in de richting van 5' naar 3'.

- In bacteriën kunnen meerdere replicatievorken tegelijkertijd voorkomen, waardoor een snelle replicatie van het circulaire chromosoom mogelijk is.

3. Beëindiging:

- Wanneer de replicatievorken specifieke terminatiesequenties (ter-sites) op het chromosoom bereiken, eindigt de DNA-replicatie.

- Ter-sequenties fungeren als signalen voor het replisoom om te demonteren, waardoor de DNA-synthese wordt stopgezet.

4. Segregatie en partitionering:

- Bij bacteriën vindt celdeling plaats door middel van binaire splitsing, waarbij de cel zich splitst in twee identieke dochtercellen.

- Om een ​​goede scheiding van gerepliceerd DNA te garanderen, gebruiken bacteriën een reeks eiwitten, waaronder eiwitten die betrokken zijn bij de organisatie, segregatie en verdeling van chromosomen.

- Deze eiwitten organiseren en scheiden de gedupliceerde chromosomen en sturen ze naar tegenovergestelde uiteinden van de cel.

5. Celwandsynthese en septatie:

- Terwijl DNA-segregatie en -partitie plaatsvindt, vindt de synthese van nieuw celwandmateriaal plaats.

- Peptidoglycan, een belangrijk onderdeel van de bacteriële celwand, wordt gesynthetiseerd en afgezet om een ​​septum te vormen, waardoor de cel in twee compartimenten wordt verdeeld.

6. Celdeling:

- Zodra de celwandsynthese voltooid is, knijpt het septum naar binnen, wat leidt tot de fysieke scheiding van de twee dochtercellen.

- Dit delingsproces wordt aangestuurd door bacteriële celdelingseiwitten en gaat vaak gepaard met interacties met cytoskeletelementen.

Gedurende de celcyclus gebruiken bacteriën verschillende regulerende mechanismen, zoals controlepunten en reactiesystemen voor DNA-schade, om de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van DNA-replicatie en celdeling te garanderen. Deze controlemechanismen helpen de genetische stabiliteit te behouden en de verspreiding van schadelijke mutaties te voorkomen.