Genetica e biologia molecolare

Il genoma: dal plasmide dei procarioti ai cromosomi eucariotici

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Il DNA degli esseri viventi è organizzato in cromosomi, i quali permettono di raggruppare in strutture distinte tutta l’informazione genica, ovvero il genoma.
I procarioti possiedono un solo cromosoma che ha una forma circolare ed è chiamato plasmide.
Esistono poi plasmidi accessori che permettono di acquisire caratteristiche aggiuntive utili alla cellula per sopravvivere al meglio nell’ambiente, per esempio resistendo a sostanze che risultano tossiche (come gli antibiotici) a scapito di chi invece non possiede quel determinato plasmide.
Essendo il DNA in unica copia, ogni gene non avrà alcuna controparte allelica e di conseguenza l’effetto di un allele  recessivo,  eventualmente penalizzante nei confronti dell’organismo, non potrà essere bilanciato. In sostanza, non può  esistere eterozigosi, né tantomeno omozigosi.

La relativa semplicità del corredo genomico rende i procarioti più soggetti a un veloce e continuo scambio di materiale genetico. Alcune infezioni batteriche risultano più difficili da eliminare poiché geni che portano la resistenza ai farmaci utilizzati possono passare rapidamente da un batterio all’altro proprio grazie a questo scambio continuo di sequenze geniche.
Il genoma degli eucarioti, molto più lungo e complesso, è organizzato in più cromosomi , cioè in molecole lineari di DNA. I cromosomi eucariotici hanno la caratteristica di avere molto DNA che non contiene geni che codificano per proteine. Queste porzioni, spesso ripetute, hanno funzioni di tipo regolatorio  (enhancers) o strutturale (telomeri, centromeri), oppure codificano per gli RNA che non siano quello messaggero.

Il cromosoma è costituito da cromatina, una doppia elica di DNA legata a proteine (istoni o proteine istoniche), che si può organizzare in eucromatina, accessibile ai fattori di trascrizione, ed eterocromatina, non accessibile.
Le parti strutturali del cromosoma sono sempre in quest’ultima forma (eterocromatina costitutiva).
Il DNA si organizza in eterocromatina anche durante la mitosi, per facilitare la corretta segregazione dei cromatidi fratelli.

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