Факт присутствия в нуклеоиде ДНК впервые был доказан Ж. Кейрнсом при помощи метода радиоавтографии бактерии кишечной палочки (Escherichia coli). Радиоавтографы развернутой молекулы бактериальной ДНК данного вида доказывают, что для бактерий Escherichia coli ДНК имеет форму нити, замкнутой в кольцо. Эта молекула (хромосома) включает в семя несколько тысяч генов, расположенных линейно.

Внешний вид нуклеоида

Полностью «уложенный» нуклеоид представляет собой компактное образование. В зависимости от метода микроскоприрования и фиксации нуклеоид может выглядеть различным образом:

  1. При фиксировании парами осмия и применении световой микроскопии нуклеоид имеет вид боковидного тела с хорошо очерченными контурами. Он занимает центральную часть клетки и у бактерий кишечной группы имеет длину около 1 мкм.
  2. В клетке живой бактерии в фазово-контрастном микроскопе нуклеоид так же имеет вид овального тельца светлого на фоне темной цитоплазмы.
  3. При микроскопировании ультратонких срезов бактерий в электронном микроскопе нуклеоид похож на клубок мотков толстой веревки, состоящей из множества нитей.
  4. При микроскопировании утратонких срезов замороженных бактерий, нуклеоид просматривается в виде кораллоподобной структуры с плотной сердцевиной и тонкими рожками-выступами. Эти выступы, как ветви, пронизывают цитоплазму, образуя нечто вроде ореола вокруг сердцевины.

Нуклеоид является дифференцированной структурой. В зависимости от стадии развития бактериальной клетки он может быть прерывистым (дискретным) и состоять из отдельных фрагментов. Такую форму нуклеоид обычно принимает в связи с тем, что деление бактериальной клетки наблюдается после завершения репликации молекулы ДНК и формирования дочерних хромосом.

Установлено, что бактериальные клетки большинства видов бактерий содержат только одну хромосому (большинство бактерий – гаплоидны). Однако часто в интенсивно растущей культуре количество ДНК на клетку достигает массы равной трем, четырем, восьми и более хромосом. Из этого следует вывод, что термины «нуклеоид» и «хромосома» не всегда являются идентичными и в зависимости от условий, нуклеоид бактериальной клетки может состоять из одной или нескольких копий одной и той же хромосомы.

Структура нуклеоида

Нуклеоид прокариот представлен одной замкнутой в кольцо двухспиральной нитью ДНК длиной 1,1–1,6 мм, которую рассматривают в качестве одиночной бактериальной хромосомы или генофора. Эта нить уложена в компактную структуру, локализованную в ограниченных участках цитоплазмы.

Нуклеоид бактерий отличается от ядра эукариотических клеток отсутствием ядерной мембраны, ядрышка и митотического способа деления и находится в непосредственном контакте с цитоплазмой клетки.

В состав структур нуклеоида входят РНК-полимераза, основные белки. Хромосома закреплена на цитоплазматической мембране, а у грамположительных бактерий на мезосоме.

(c) Справочник AgroXXI