10.2: Prokaryotlarda Genomik DNA

Çoğu prokaryotik organizmanın genomu, nükleoid adı verilen bir sitoplazma bölgesinde tek bir dairesel kromozomda düzenlenmiş çift sarmallı DNA'dan oluşur. Kromozom, verimli depolama için sıkıca sarılır veya aşırı sarılır. Prokaryotlar ayrıca plazmidler adı verilen diğer dairesel DNA parçalarını da içerir. Bu plazmidler kromozomdan daha küçüktür ve genellikle antibiyotik direnci gibi adaptif fonksiyonlar veren genleri taşırlar.

Bakterilerde Genomik Çeşitlilik

Bakteriyel genomlar ökaryotik genomlardan çok daha küçük olmasına rağmen, boyut ve gen içeriği bakımından önemli ölçüde farklılık gösterirler. Bilinen en küçük bakteriyel genomlardan biri, insanlarda idrar ve genital sistem enfeksiyonlarına neden olan cinsel yolla bulaşan bir patojen olan Mycoplasma Genitalium'dur. M. genitalium genomu 580.076 baz çifti uzunluğundadır ve 559 (476 kodlama ve 83 kodlamayan) genden oluşur. Spektrumun diğer ucunda, toprakta yaşayan bir bakteri olan belirli bir sorangium cellulosum bulunur. S. cellulosum genomu, 11.599 geni kodlayan 14.782.125 baz çifti uzunluğunda bir bakteri için muazzamdır.

Bakteriler Plazmidlerden Antibiyotik Direnci Kazanabilir

Antibiyotiklerin keşfinden önce, basit bakteriyel enfeksiyonları durduramama nedeniyle küçük yaralanmalar ölümcül olabilir. 1928'de penisilinin keşfi, tıbbi tedavilerde devrim yaratan ve yaşam beklentisinde bir artış ile karakterize edilen antibiyotik çağını başlattı. Bununla birlikte, insanlarda ve tarım hayvanlarında antibiyotiklerin aşırı kullanımı, bazı bakterilerin antibiyotiklere karşı direnç geliştirmesine ve onları daha az etkili veya etkisiz hale getirmesine neden olmuştur. Antibiyotik direnç genleri plazmidler üzerinde taşınabilir, bu da problemlidir, çünkü birçok bakteri, bakteriyel konjugasyon adı verilen bir işlemle plazmidleri uzaktan ilişkili türlerle değiştirebilir. Bu nedenle, antibiyotik direnci, yeni antibiyotikler geliştirmek için acil ihtiyacı vurgulayarak, bakteri popülasyonları boyunca hızla yayılabilir.

[Anlatıcı] Daha kompleks organizmalar gibi prokaryotlar da, genetik materyalleri olarak çift sarmal DNA kullanırlar. Ancak, bu tek hücreli organizmalar DNA'yı farklı şekilde düzenleyip depolar. Prokaryot hücrenin gerçek bir zarla çevrili çekirdeği yoktur.

Bunun yerine, bir sitoplazma alanı olan çekirdeğe benzer alan tüm genomu bir ilmekli ve çift sarmallı kromozomda barındırır. Buradaki DNA sıkıca örülmüş; verimli depolama için süper sarılmıştır. Tüm genomun yanı sıra daha küçük çift sarmal DNA molekülleri, plazmidler de sitoplazmada bulunur.

Hücreden bağımsız olarak çoğalırlar ve ampisilin gibi bir antibiyotiğe maruz kalmaları durumunda antibiyotik direnci gibi hücrenin hayatta kalmasını sağlayan genleri içerebilirler.