Tratat de Biotehnologie Cap.3 Cromozomul la organisme pro- și eucariote [627411]

Tratat de Biotehnologie Cap.3 Cromozomul la organisme pro- și eucariote

CROMOZOMUL LA ORGANISME
PRO- SI EUCARIOTE
3

3.1 CROMOZOMUL BACTERIAN
3.1.1 Dimensiune
Imensa majoritate a bacteriilor de țin ca material genetic esen țial o molecul ă ADN dublu
catenar circular covalent închis, suprar ăsucit negativ și împachetat. De și complexarea cu proteine ș i
împachetarea nu este identic ă cu cea din cromozomii de tip eucariot, totu și această moleculă este
denumită tot “ cromozom ” sau nucleoid . Cromozomul bacterian este ata șat la membrana plasmatic ă a
celulei bacteriene în aproximativ 20 de puncte, dar o func ție deosebit ă o are punctul de ata șare de
lângă regiunea de origine a replic ării acestei molecule de ADN ( ori C ).
Cei mai mici cromozomi de tip procariot m ăsoară mai puțin de 1 Mpb și se întâlnesc mai ales
la bacteriile f ără perete celular (bacteriile din genurile Mycoplasma , Ureaplasma au cromosomi cu
dimensiuni cuprinse între 600 și 800 kpb). La cealalt ă extremă se află bacteriile din genurile
Myxococcus și Calothrix , care au cromozomi foarte mari (aproximativ 12-13000 kpb). Escherichia
coli are un cromozom de dimensiune intermediar ă: 4700 kpb.

Figura 3.1 Modelul Pettijohn de structur ă a nucleoidului din bacteria Escherichia coli .
Între 40 și 50 de bucle suprar ăsucite radiaz ă dintr-un miez proteic (dup ă Brown, 2002).
3.1.2 Modelul Pettijohn
În general, molecula ADN ce formeaz ă cromozomul bacterian este de aproximativ 1000 de ori
mai lungă decât celula bacterian ă. Această moleculă este complexat ă cu proteine, suprarasucit ă și
împachetat ă formând o structur ă conform ă cu modelul elaborat de Pettijohn în 1974 (Figura 3.1).
Conform acestui model, prin asocierea ADN cu proteine și cu ARN (de regul ă, ARN nascent) se
formează aproximativ 50 de domenii topologice, semi-independente (denumite și bucle), per genom de
E.coli . Fiecare domeniu (bucl ă) este suprar ăsucit separat de celelalte domenii și poate fi relaxat
independent de celelalte prin introducerea unei rupturi monocatenare. Gradul de suprară sucire
negativă este dat de balan ța dintre activitatea a doua enzime – ADN giraza și ADN topoizomeraza I –
amândouă reglând densitatea helicală a moleculelor de ADN. ADN giraza cre ște numărul de spire per
kilopereche de baze azotate (suprar ăsucește molecula de ADN), iar ADN topoizomeraza I scade
numărul de spire.
45

Tratat de Biotehnologie Cap.3 Cromozomul la organisme pro- și eucariote

3.1.3 Configura ții ADN în cromozomul bacterian
Principalul tip de structur ă secundar ă a ADN ce formeaz ă cromozomul bacterian este forma B
de dreapta , dar această configura ție nu se g ăsește uniform de-a lungul întregului cromosom bacterian.
Alte configura ții, prezente pe distan țe scurte, sunt ADN-Z (în dublu helix de stânga), structuri
cruciforme (în regiunile cu secven țe invers repetate) și regiuni triplu-catenare (în zone extrem de
bogate în purine sau pirimidine).
Este de reamintit faptul c ă, în general, expresia genic ă este afectat ă nu numai de secven ța
primară a ADN (succesiunea de nucleotide), ci și de structura secundar ă și terțiară a acestuia.
3.1.4 Compozi ția în nucleotide
În majoritatea cazurilor, compozi ția globală în nucleotide a unei molecule de ADN se exprim ă
prin procentul molar de guanin ă + citozin ă (%mol GC), restul pân ă la 100% fiind, evident, reprezentat
de adenin ă + timină (datorită criteriului de complementaritate între cele dou ă catene ADN, respectiv
între bazele purinice și cele pirimidinice). Compozi ția în nucleotide a cromozomului bacterian variaz ă
în limite foarte largi: 25 %mol GC la Mycoplasma capricolum și 75 %mol GC la Micrococcus luteus .

Procentul molar de guanin ă – citozin ă în cromozomul bacterian

Procentul molar de guanin ă + citozin ă este corelat și cu compozi ția în codoni a genomului.
Aceasta variaz ă în sensul preferin ței pentru 1-2 codoni dintr-un grup de codoni sinonimi. Se
constată astfel că la Mycoplasma capricolum este favorizat ă prezenta A/T în pozi ția 3-a a codonilor
sinonimi.
S-a mai constatat c ă în cromosomul bacterian exist ă și o serie de gene a c ăror activitate poate
afecta compozi ția totală în nucleotide a unei molecule de ADN. Astfel, la E.coli au fost descrise
două gene ( mut T și mut Y) care afecteaz ă frecvența transversiilor A-T / C-G ș i, respectiv, C-G / A-
T. Echilibrul între exprimarea acestor dou ă gene afecteaz ă compozi ția globală în nucleotide a
moleculei de ADN ce reprezint ă cromosomul de E.coli .
O altă problemă o reprezint ă contextul de citire a unui anumit codon, în spe ță, configura ția
codonilor adiacen ți. Numărul teoretic posibil de codoni (sens) adiacen ți este foarte mare (612 =
3721), dar, examinând 23 7 de gene de la E.coli s-a constatat c ă perechile de codoni adiacen ți nu
sunt distribuite randomizat, ci anumite perechi de codoni sunt mai abundente decât altele. S-a dedus
astfel că, compoziț ia în nucleotide a unui codon este corelat ă și cu compoziț ia codonilor adiacen ți,
corelat probabil cu procesele de ata șare la situsurile A ( Aminoacil ) și P (Peptidil ) ale ribozomilor.
Se pare deci, c ă aparatul de traducere a informa ției genetice ar fi putut s ă determine evolu ția unor
anumite tr ăsături ale matriț ei genetice.

3.1.5 Proteine asociate cu cromozomul bacterian
În afară de ARN polimeraza, care datorit ă ratei înalte de transcriere la procariote, ramâne
asociată cvasi-permanent cu moleculele de ADN, cromosomul bacterian este asociat cu o serie de
proteine bazice, similare cu histonele de la organismele eucariote, denumite proteine histone-like .
La E.coli au fost descrise 9 specii moleculare de prot eine bazice, cu greutate moleculare între
9 și 28 kd, care se ata șează la ADN într-o manier ă situs-nespecific ă și care au func ții similare cu
histonele de la organismele eucariote. Dintre cele 9 specii moleculare proteice, cea mai important ă este
o protein ă denumit ă HU (« Helix– Unwinding » = desfacerea dubului helix). Din complexarea
moleculelor HU cu ADN cromozomal bacterian se formeaz ă structuri similare cu nucleosomii de la
46

Tratat de Biotehnologie Cap.3 Cromozomul la organisme pro- și eucariote

eucariote, denumite structuri nucleosom-like (chiar și în condi ții în vitro ), în care sunt cuprinse circa
200 pb/nucleosom. Structurile nucleosom-like nu sunt statice, ci se afl ă într-un echilibru dinamic.
Studii mai ample au demonstrat faptul c ă proteina HU nu este o simpl ă proteină structural ă a
arhitecturii cromozmului bacterian, ci are rol foarte important în diverse procese din celula bacterian ă
– în mod special în procese ce implică interacțiuni ADN-proteine, situa ție în care moleculele HU
favorizeaz ă atașarea altor proteine la ADN.
Deși proteinele histone-like au fost studiate extensiv la E.coli , totuși au fost identificate
proteine cu func ții omoloage și la alte genuri și specii bacteriene. Pe de alt ă parte, s-a constatat c ă o
serie de microorganisme din grupul Archaea prezintă proteine histone-like cu structur ă intermediar ă
între cele de la Bacteria și histonele de la Eukarya .

Figura 3.2 Organizarea genomului la câteva specii de procariote.
Denumirea speciei Molecule ADN Dimensiune (Mb) Numărul de
gene
Escherichia coli K-12 1 molecul ă circulară 4.639 4397
Vibrio cholerae El 2 molecule circulare
1 cromozom 2.961 2770
1 megaplasmid 1.073 1115
Deinococcus radiodurans R1 4 molecule circulare
Cromozom 1 2.649 2633
Cromozom 2 0.412 369
Megaplasmid 0.177 145
Plasmid 0.046 40
Borrelia burgdorferi B31 7 – 8 molecule circulare
11 molecule lineare
Cromozom linear 0.911 853
Plasmid circular cp9 0.009 12
Plasmid circular cp26 0.026 29
Plasmid circular cp32 0.032 necunoscut
Plasmid linear lp17 0.017 25
Plasmid linear lp25 0.024 32
Plasmid linear lp28-1 0.027 32
Plasmid linear lp28-2 0.030 34
Plasmid linear lp28-3 0.029 41
Plasmid linear lp28-4 0.027 43
Plasmid linear lp36 0.037 54
Plasmid linear lp38 0.039 52
Plasmid linear lp54 0.054 76
Plasmid linear lp56 0.056 necunoscut

47

Tratat de Biotehnologie Cap.3 Cromozomul la organisme pro- și eucariote

Proteina HU
→ este cea mai important ă proteină histone-like de la E.coli
→ au fost descrise proteine tip HU la toate bacteriile studiate
→ ca și histonele de la organismele eucariote, proteina HU se ata șează la molecule de ADN d.c.
indiferent de secven ța de nucleotide, deci situs – nespecific
→ are un caracter bazic și o greutate molecular ă de 9,7 kd
→ funcționează ca dimer
→ un monomer este format din 2 polipeptide, denumite HU-α și HU-β și codificate de gene diferite:
hup A și, respectiv, hup B .
→ are propriet ăți fizice și compozi ție totală în aminoacizi similar ă cu histonele de la eucariote, dar
secvența de aminoacizi este diferit ă de acestea.
→ ca și histonele de la eucariote, proteina HU are un grad înalt de conservare în lumea bacterian ă
→ există aproximativ 25000 de molecule HU per genom de E.coli , dar aceste molecule nu sunt
dispuse uniform de-a lungul cromozomului b acterian, ci sunt mai dense la periferia
nucleoidului (în zonele extrem de active transcrip țional)

Proteina IHF
Alte proteine histone-like de la E.coli sunt proteina H (similar ă cu histona H2A de la eucariote),
proteina H1, proteina H-NS, proteina IHF.
Proteina IHF ( Integration Host Factor , g.m.=20 kd)
9 a fost descoperit ă în studiile privind integrarea genom ului fagului  în cromozomul de E. coli ;
ulterior, s-a constatat c ă această proteină intervine și într-o serie de alte procese din celula
bacteriană
9 este format ă din 2 subunit ăți codificate de genele him A și him B .
9 spre deosebire de alte proteine histone-like , moleculele de IHF se ata șează la ADN într-o
manieră situs-specific ă (adică doar la anumite secven țe de nucleotide)
9 moleculele de IHF nu sunt necesare pentru recombinarea bacterian ă omoloagă , dar par s ă
intervină în fenomene de recombinare neomoloag ă, specializat ă, cum sunt de altfel, procesele
de transpozi ție și de conjugare bacteriană

3.1.6 Secven țe ADN repetate
În cromosomul bacterian au fost identificate secven țe ADN repetate, dintre care unele nu
codifică proteine/ARN (secven țe repetate necodificatoare), iar altele codific ă o serie de proteine sau
specii moleculare de ARN (ARNr, ARNt) – secven țe repetate codificatoare.
3.1.6.1 Secven țe repetate necodificatoare = ADN repetitiv
Acestea sunt reprezentate de secven țe scurte ce apar de regulă în afara ORF-urilor ( Open
Reading Frames ). Marea majoritate a acestor secven țe servesc ca situsuri de interac țiune ADN-
proteine (inclusiv în procese de recombinare, inversie, excizie, transpozi ție) și ca situsuri modificate ce
identifică catena matri ță în timpul replic ării semiconservative a cromozomului bacterian. Dintre cele
mai cunoscute asemenea secvenț e sunt secven țele REP, Chi, Dam .
Secvențe REP (Repeated Extragenic Palindromes)
Sunt formate din palindroame repetate, majoritatea aflate în regiuni extragenice. O secven ță
REP conține o secven ță consensus de 38 bp. Grupuri (denumite “clusteri”) de 2-4 secven țe REP
separate între ele prin 20 pb formeaz ă un element REP (REPE = REP Element ). La E.coli și
Salmonella typhimurium există 100-200 structuri REPE (reprezentând deci, aproximativ 0.5% din
cromozomul bacterian), localizate însa diferit. La secven țele REP se leag ă molecule de proteină HU ș i
48

Tratat de Biotehnologie Cap.3 Cromozomul la organisme pro- și eucariote

de ADN giraz ă, aceste secven țe având deci rol în împachetarea nucleoidului. Tot la aceste secven țe se
leagă și ADN polimeraza intervenind în procese de replicare și reparare ADN.
Situsuri Chi Un situs Chi are o lungime de 8 pb:
5’ GCTGGTGG 3’
Datorită faptului c ă reprezint ă situsul de recunoa ștere și tăiere a moleculelor ADN de c ătre
endonucleaza RecBCD , secvențele Chi stimuleaz ă recombinarea omoloag ă mediată de RecA și
RecBCD . S-a mai constatat c ă efectul recombinativ al situsului Chi este polar: stimuleaz ă
recombinarea la capatul 5’ al lui Chi, și nu la 3’. Situsuri Chi au fost identificate atât pe cromosom, cât
și pe unele plasmide de la E.coli . Mai mult chiar, s-a constatat c ă secvențele Chi reprezint ă situsuri de
stimulare a recombin ării genetice la to ți membrii familiei Enterobacteriaceae . În contrast, la
Pseudomonadaceae , complexul enzimatic RecBCD nu ac ționează la situsuri Chi.
In cromosomul de E.coli au fost identificate aproximativ 950 de situsuri Chi, ce par s ă fie
distribuite relativ uniform (1 situs Chi la 5 kbp), cu excep ția zonei adiacente regiunii oriC, unde exist ă
un cluster de 22 de situsuri Chi.
Situsuri Dam sunt formate din 4 bp (5’ GATC 3’) și reprezint ă situsurile de metilare a
adeninei (adenina este metilată la poziția N6). Cromosomul de E.coli conține foarte multe situsuri
Dam (peste 18.000) care, dac ă ar fi dispuse randomizat ar exist ă 1 situs Dam /250 bp. Și în acest caz s-
a constatat un numar foar te mare de situsuri Dam în, și în jurul, regiunii oriC: în cele 245 bp ce
definesc oriC la E.coli există 8 situsuri Dam , iar în cele 350 bp ce flancheaza oriC există încă 12
situsuri Dam .
3.1.6.2 Secven țe repetate codificatoare
Asemena secven țe au dimensiuni mult mai mari decât cele necodificatoare.
operoni rrn există la toate bacteriile și cuprind secven țe ce codific ă pentru molecule de ARN
ribozomal (ARNr). La cele mai multe dintre speciile bacteriene, linkage -ul (ordinea) în cadrul unui
operon rrn este 16S – 23S – 5S. E.coli și S.typhimurium au câte 7 loci (operoni) rrn, localiza ți în
poziții echivalente. Cei 7 operoni sunt nota ți rrnA….rrnG, fiecare cuprinzând secven țe 16S-23S-5S
cotranscrise într-o molecul ă ARN de 30S. Numarul operonilor rrn variază de la un gen/specie
bacteriană la alta: Bacillus subtilis are 10 operoni rrn, Mycobacterium sp. are 1-2 operoni rrn. Chiar în
cadrul aceleia și tulpini bacteriene, locii rrn pot diferi între ei în ceea ce prive ște prezen ța/absența
genelor pentru ARNt în regiunile “ spacer” dintre genele ARNr. Astfel, to ți cei 7 operoni rrn de la
E.coli au 1-2 gene pentru ARNt între secven țele pentru 16 și 23S, și 0-2 gene ARNt dupa 5S.
Distribuț ia locilor rrn pe cromosom variaz ă la diverse specii bacteriene: la E.coli , majoritateta
locilor rrn sunt localiza ți în jumătatea cromosomal ă ce are în centru regiunea oriC; la B.subtilis , locii
rrn sunt grupa ți într-o zon ă ce reprezint ă 30% din cromosom.
genele pentru ARNt
Cromosomul de E.coli conține 41 de gene/operoni pentru ARNt distribui ți în tot
cromosomul. Unii din ace ști operoni codific ă pentru o molecul ă de ARNt, alț ii pentru mai
multe molecule de ARNt, iar al ții au ș i secvențe ce codifică diverse proteine.
secvențe rhs (“rearrangement hot-spots”) sunt capabile s ă genereze duplica ții genice prin
procese de crossing-over inegal între secven țe repetate. La E.coli K-12 au fost identificate 4
secvențe rhs, notate rhs A, B, C și D. Fiecare din aceste 4 secven țe au dimensiuni între 8 și
9 kbp ș i sunt compuse dintr-o regiune “ core” ( miez) (cu secvență conservat ă de aproximativ
3700 bp) și din segmente flancatoare. Prin exprimarea regiunilor “ core” ale secventelor rhs
A, B și C sunt sintetizate 2 proteine cu func ție deocamdat ă necunoscut ă. În contrast cu E.coli
K-12, la E.coli B și E.coli C, precum și la S.typhimurium , nu au fost descrise secven țe rhs.
3.1.7 Num ărul de copii genice
La bacterii, în afară de genele sau operonii afla ți în copii multiple, num ărul de copii ale unei
gene cromosomale poate varia în func ție de urm ătorii factori:
49

Tratat de Biotehnologie Cap.3 Cromozomul la organisme pro- și eucariote

1. poziția genei pe cromosom, de-a lungul unui gradient pornind de la oriC spre regiunea ter.
În timpul replic ării cromosomului bacterian, în func ție de pozi ția lor pe cromosom, unele gene sunt
deja replicate, în timp ce altele înc ă nu. Astfel, unele gene se gasesc într-un num ăr mai mare de copii
decât altele.
2. copii ale unei gene cromosomale pot exist ă și pe plasmide.
În această situație se folose ște termenul de meroploidie par țială, care se refer ă la o ploidie
parțială ce afecteaz ă anumite gene, f ără să existe multiplii de cromosomi întregi (este cazul genelor
prezente ș i pe cromosom și pe un plasmid).
3. într-o celula bacterian ă pot există mai multe copii ale întregului cromosom.
La anumite specii bacteriene exist ă mai multe copii cromosomale în aceea și celulă:
Desulfovibrio vulgaris (4 copii), D.gigas (17 copii), Azotobacter chroococcum (20-25 de copii),
A.vinelandii (40-80 de copii cromosomale). Este de subliniat faptul c ă la majoritatea speciilor
bacteriene cu copii cromosomale multiple exist ă procese de inactivare cromosomal ă ce asigur ă
funcționarea unui singur cromosom și inactivarea celorlal ți.
3.1.8 Densitatea informa ției în cromosomul bacterian
Densitatea informa ției biochimice, adică numarul de reac ții biochimice catalizate per kb de
material genetic, este un parametru extrem de variab il în genomul bacterian, în primul rând datorit ă
faptului c ă nu întotdeauna genele au o rela ție 1-la-1 cu reac țiile biochimice. În mod uzual, este valabil ă
relația 1 genă => 1 polipeptid ă => 1 reac ție biochimic ă. Există însă și foarte multe excepț ii, de
exemplu:
– enzime formate din mai multe lan țuri polipeptidice: de exemplu, enzima succinat
dehidrogenaza este format ă din 4 polipeptide codificate de 4 gene diferite – sdh A, B, C ș i D. În acest
caz, relația este 4 gene =>1 reac ție biochimic ă;
– enzime polifunc ționale, ce catalizeaz ă mai multe rea țtii biochimice : de exemplu, complexul
enzimatic FAD ce oxideaz ă acizii gra și este format din 2 polipeptide codificate de 2 gene diferite –
fadA și fadB . Acest complex enzimatic catalizeaz ă 5 reacții biochimice (din care 4 sunt catalizate de
FadA ). In acest caz, rela ția este 1 genă => 4 reac ții biochimice.

Gene suprapuse

În cadrul genomului bacterian variaz ă și densitatea de citire a informa ției genetice prin transcriere. Astfel,
deși marea majoritate a genelor bacteriene sunt contigue, totu și cromosomul bacterian cuprinde și gene cu diverse
grade de suprapunere:
– gene cu promotor plasat în regiunea terminal ă a genei “upstream” : trpA-trpB, ilvA-ilvD
– gene cu promotor plasat în interiorul genei “upstream” : mioA-mioD
– gene cu grad ridicat de suprapunere :
1. gene suprapuse total , codificate pe cele 2 catene al e ADN; de exemplu, locusul CysE (codifică serin-
acetil-transferaza), ce este implicat în biosinteza cisteinei, are 2 ORF ( cys X și cys E ) codificate pe cele 2 catene ale
locusului CysE .
2. secvențe codificatoare ce sunt fo losite de mai multe ori , pornind transcrierea din pozi ții diferite; de
exemplu, locusul McrB (codifică proteine implicate în restric ția ADN la 5-metil-citozin ă) conț ine 3 ORF-uri pe
aceeași catenă ADN, pornind din 3 situsuri diferite de ini țiere a transcrierii. Traducerea celor 3 transcripte duce la
formarea a 3 proteine (de 51, 53 și, respectiv, 54 kdal) cu secven ță carboxi-terminal ă identică , dar diferit ă în
regiunea amino-terminal ă.
3. gene suprapuse total , cu molecule transcript identice, da r traduse diferit prin procese de “ frameshift ”
translațional: de exemplu, gena trpR care codific ă 2 proteine și gena dnaX , care codific ă 2 subunit ăți ale ADN
polimerazei III.
Asemenea gene – cu grad ridicat de supra punere – sunt foarte bogate în informa ție genetic ă (unele
au chiar informa ție dublă). Multe din ele (de exemplu, genele mcrB și dnaX ) nu sunt tipice pentru
cromosomul de E.coli , în ceea ce privește procentul molar de guanin ă + citozin ă. Astfel, gena mcrB are
48% mol GC, iar gena dnaX are 58 % mol GC, în timp ce cromosomul de E.coli are, in toto , 51-51.5 %
mol GC. S-a emis ipoteza c ă asemenea gene care prezint ă un procent molar de guanin ă + citozin ă
extrem de diferit fa ță de media cromosomală , ar fi fost achizi ționate de E.coli din alte genomuri, prin
procese de transfer de material genetic pe orizontal ă (transformare, conjugare, transduc ție).
50

Tratat de Biotehnologie Cap.3 Cromozomul la organisme pro- și eucariote

3.1.9 Redundan ța genelor și a produselor genetice
Pentru foarte multe func ții celulare, exist ă câte 2 gene, ca și cum programul genetic al acestor
bacterii ar avea sisteme de “ backup ” (copii de siguran ță). Această redundan ță ar putea fi considerat ă
ca fiind o densitate redus ă a informa ției genetice. Cu toate acestea, cel puț in în unele cazuri, această
informație este reglat ă diferit ș i folosită în scopuri metabolice diferite.
În cromosomul de E.coli există 58 de perechi (de câte 2 gene ) sau clusteri (mai mult de 2
gene), ce codific ă 125 de produse genice. Din acestea, în 56 de perechi/clusteri reac țiile catalizate sunt
identice. În cazul anumitor grupuri genice, reglajul exprim ării lor este diferit, de exemplu:
– genele aroF, aroG și aroH codifică, toate trei, o aceea și enzimă: 3-deoxi-D-arabino-
heptulosonat–7 – fosfat-sintetaza (DAHPaza). Enzima codificat ă de aroF este sensibil ă la concentra ția
de tirozin ă, cea codificat ă de aroG este sensibil ă la concentra ția de fenil-alanină , iar cea codificat ă de
aroH este sensibilă la concentra ția de triptofan ;
– genele glpA și glpD codifică amandou ă glicerol-3-fosfat-dehidr ogenaza. Enzima codificat ă
de glpA este sintetizat ă și folosită în condiții de anaerobioz ă, iar cea codificată de glpD – în condi ții de
aerobioză.
Unele din aceste gene pereche au secven ță similară una cu cealalt ă (și proteinele
corespunz ătoare au secven ță similară în aminoacizi) și este probabil c ă au aparut prin procese de
duplicație genică, urmată de o oarecare divergență funcțională.
Altele îns ă, deși enzimele desfa șoară aceeași funcție, totuș i au secven ță diferită (atât ca
proteine, cât și genele corespunz ătoare). Este posibil ca asemenea gene s ă fi aparut fie prin evolu ție
convergentă , fie prin transfer lateral de la al ți repliconi bacterieni (aceast ă ultimă situație poate fi
identificat ă prin determinarea procentului molar de guanin ă + citozin ă).
3.1.10 Situsuri de inserț ie fagică în cromosomul bacterian
Mulți bacteriofagi î și inseră genomul în cromosomul bacterian, fie prin transpozi ție în pozitii
randomizate în cromosom (bacteriofagul Mu), fie prin recombinare situs-specific ă numai în anumite
poziții (fagii lambdoizi ce constituie fagii înrudiț i cu fagul ). Situsurile cromosomale în care fagul
lambda (și fagii lambdoizi ) își inseră genomul, sunt denumite situsuri attB (“attachment on b acteria”)
și corespund unor situsuri attP (“attachment on phage”) pe genomul fagic. Fagul lambda necesită un
situs attB de minimum 21 bp, din care 15 sunt identice cu 15 bp din attP (234 bp). Lambda are un
situs preferat attB în cromosomul de E.coli K-12 (dar și situsuri secundare) ce e situat intergenic. Al ți
fagi lambdoizi ( 21, e14, P22) se insereaz ă în situsuri attB cu localizare intragenic ă. Pe cromosomul de
E.coli K-12 au fost cartate situsurile pentru 15 fagi lambdoizi și s-a constatat c ă ele sunt grupate între
pozițiile 6 min și 44 min.
Această organizare a situsurilor în care se inserer ă genomul fagilor lambdoizi reprezin ă încă
un argument în favoarea ipotezei conform că reia cromosomul de E.coli (și nu numai) ar avea o origine
himerică, unul din segmente derivând dintr-o gazdă ancestral ă a fagilor lambdoizi.
Pe de altă parte, s-a constatat c ă foarte multe elemente genetice cu caracter “mobil” se inser ă
în genele pentru ARNt, fapt pentru care s-a sugerat c ă acestea ar fi reprezentat situsurile folosite de
fagii ancestrali.
3.1.11 Localizarea cromosomal ă a genelor înrudite fiziologic
În cromosomul de E.coli , majoritatea genelor (operonilor) par să fie distribui ți randomizat
(indiferent de înrudirea lor fiziologic ă), cu excep ția celor implica ți în catabolismul glucozei ce par s ă
fie dispuși în 4 zone echidistante pe harta circular ă a cromosomului. Aceast ă randomizare a dispunerii
operonilor a fost verificat ă și prin rearanjamente cromosomale induse experimental – caz în care
operonii au continuat s ă funcționeze normal.
Totuși, în treimea cromosomal ă ce are în centru regiunea ter (ca, de altfel, și în regiunea oriC),
poziția operonilor pare s ă fie destul de fix ă, orice rearanjament deranjând total func ționarea acestora.
51

Tratat de Biotehnologie Cap.3 Cromozomul la organisme pro- și eucariote

Orice aranjament nerandomizat al genelor duce la ipoteza c ă poziția genelor ar putea afecta
funcționarea lor, deducându-se astfel o organizare mai înalt ă decât operonul sau reglonul.
La cele mai bine studiate specii de Pseudomonas (P.aeruginosa, P.putida) s-a constatat c ă
genele cu func ții “housekeeping ” (gene implicate în metabolismul central al oric ărei celule, precum și
în metabolismul anabolic) sunt grupate în jum ătate din harta circular ă a cromosomului. În acelasi timp,
genele implicate în metabolismul catabolic par s ă fie dispuse randomizat în cealalt ă jumatate a
cromosomului bacterian.
Acest mod de dispunere a genelor ar putea reflecta istoria construc ției cromosomului din p ărți
separate: genele pentru metabolismul esen țial ar fi existat probabil în acel genom ancestral mai mic,
care a fost ulterior m ărit la actuala dimensiune prin fuziune cu un alt element genetic sau prin transfer
de material genetic (trans formare, conjugare, transduc ție).

În general, s-a constatat c ă la foarte multe bacterii clusterii genici din jurul regiunilor oriC și
ter sunt foarte similari între taxoni bacterienei foarte indep ărtați filogenetic, fapt ce sus ține ipoteza c ă
inițierea și terminarea replic ării cromosomului bacterian sunt procese extrem de vechi și sunt
coordonate prin mecanisme similare la marea majoritate a bacteriilor.
3.2 PLASMIDE BACTERIENE
În prezent, plasmidele sunt definite ca fiind repliconi neesen țiali, capabili s ă se replice fizic
independent de cromozom și transmiși în formă extracromosomal ă, pe vertical ă (de la o genera ție de
indivizi la alta) sau pe orizontal ă (de la un individ la altul în cadrul aceleia și generații). În general,
plasmidele reprezint ă un fenomen al lumii procariote. Cu to ate acestea, au fost descrise structuri
genetice plasmidiale și la unele grupuri de eucariote inferi oare (drojdii, fungi, mucegaiuri) și chiar și la
eucariote superioare (plasmidele din mitocondrii și cloroplaste la unele celule vegetale).
Exista cercet ători care încadreaza plasmidele în categoria organismelor acelulare. În contrast
cu aceast ă teorie, al ți cercetă tori consideră plasmidele ca nefiind organisme, ci al ături de virusuri,
transposoni și secvențe de inser ție, ar aparț ine unor specii moleculare speciale, de elemente genetice
mobile (ADN accesoriu) (P. Sykora 1992).

Figure 3.3. Reprezentare schematizat ă a nucleoidului și a plasmidelor bacteriene.
3.2.1 Principalele categorii de gene codificate de plasmide
Fiind repliconi fizic independen ți, toate plasmidele poart ă gene implicate în propria replicare ,
stabilitate și partiție . În afară de acestea, majoritatea genelor codificate de plasmide confer ă caractere
adaptative, avantajoase gazdelor bacteriene. Cele ma i frecvente categorii de gene purtate de plasmide
sunt :
– gene de rezisten ță la antibiotice
Plasmidele de rezisten ță au fost descoperite în Japonia în anii 50 la izolate clinice de
Shigella dysenteriae și s-a constatat c ă aceste gene nu erau plasate pe cromosomul bacterian.
Au fost denumite factori R . Folosirea abuziv ă și/sau incorect ă a antibioticelor au determinat,
52

Tratat de Biotehnologie Cap.3 Cromozomul la organisme pro- și eucariote

pe de o parte, r ăspândirea în popula țiile de bacterii patogene a determinan ților de
antibiorezisten ță, iar pe de alt ă parte, dezvoltarea unor mecanisme de antibiorezisten ță
extrem de eficiente.
În ceea ce priveș te originea genelor de antibiorezisten ță, au fost emise 2 ipoteze
majore:
a-genele de antibiorezisten ță existente în prezent în foarte multe bacterii patogene ar avea
originea în gene similare prezente în bacteriile ce produc antibiotice ( și care, de
regulă, sunt bacterii din sol); în aceast ă situație se presupune c ă ar fi avut loc
evenimente de transfer de gene pe orizontal ă între bacterii din sol și bacterii patogene;
b-genele de antibiorezisten ță ar fi evoluat din gene ″house-keeping ″ (de exemplu:
proteinele ce efluxeaz ă tetraciclina ar putea s ă fi evoluat din proteinele de transport al
nutrienților).
– gene de toleran ță la metale grele (ioni mercurici, derivati organomercurici, nichel,
cobalt, plumb, cadmiu, bismut, antimoniu, zinc, argint)
– gene de rezisten ță la agen ți intercalan ți, radiații UV, radia ții X, bacteriofagi,
bacteriocine
– gene ce codific ă factori de patogenitate și de virulență
– gene ce codific ă bacteriocine
– gene ce codific ă antibiotice
– gene implicate în metabolismul opinelor (plasmidele Ti de la Agrobacterium )
– gene ce codific ă capacități metabolice deosebite, de exemplu folosirea unor substan țe
xenobiotice ca surs ă unică de carbon și energie la specii de Pseudomonas
– gene fixatoare de azot (genele nif de la Rhizobium și Bradirhizobium )
– gene ce codific ă enzime proteolitice, amilolitice etc
– gene ce codific ă transferul plasmidelor pe orizontal ă prin proces de conjugare
bacteriana (regiunea tra )
Deci, în afar ă de genele implicate în propria replicare, stabilitate și partiție, plasmidele mai pot
purta și gene ce codific ă caractere – unele esen țiale, altele neesenț iale pentru bacteria gazdă .
Caracterele esen țiale reprezint ă căi metabolice centrale ale celulei bacteriene, plasmidele purt ătoare
fiind prezente la marea majoritate a izolatelor natu rale ale unor tulpini bacteriene (de exemplu, unele
plasmide mari de la Agrobacterium tumefaciens , Rhizobium leguminosarum ).
Unele caractere neesen țiale conferă avantaje selective gazdelor purtă toare, permi țând
supraviețuirea acestora în anumite condi ții de mediu. În aceast ă categorie intr ă genele plasmidiale ce
codifică rezistența la antibiotice și toleranța la metale grele (asemenea gene sunt prezente la multe
tulpini de bacterii patogene). În absen ța antibioticelor sau a metalelor grele ca factori de presiune
selectivă, procesele de replicare, men ținere și partiție a plasmidelor reprezint ă un efort metabolic
suplimentar pentru celulele bacteriene. Ca urmare, în doar câteva pasaje, aceste plasmide sunt
eliminate din popula ția bacterian ă prin subreplicare. Ele se men țin doar într-o propor ție scă zuta a
populației bacteriene, fapt ce ar putea fi considerat o ″economie″ metabolic ă la nivelul întregii
populații bacteriene.
Există însă și așa-numite plasmide ″criptice″, care nu par s ă ofere gazdei nici un caracter
avantajos. Interesant este faptul c ă, deși pot fi încadrate în categoria ″selfish DNA ″ (“ADN egoist” ),
totuși și aceste plasmide sunt men ținute într-o anumit ă proporție din popula țiile bacteriene.
În ansamblu, genomul bacterian se caracterizeaz ă printr-o intensă circulatie pe orizontal ă a
genelor, între diverș i indivizi bacterieni (H.Tschape 1994). Aceast ă circulație se desfa șoară prin trei
procese centrale – conjugare, transformare ș i transduc ție – dintre care, plasmidele sunt implicate în
primele dou ă.
Acest flux continuu de gene pare s ă fie o caracteristic ă definitorie a lumii bacteriene și să fi
contribuit esen țial la extrema versatilitate metabolic ă a bacteriilor în aproape toate mediile naturale.
3.2.2 Clasificarea plasmidelor
Plasmidele pot fi clasificate func ție de diverse criterii :
a) criteriul autotransferabilităț ii. Autotransferabilitatea reprezint ă capacitatea unui element
genetic (în spe ță, un plasmid) de a se autotransfera de la un individ bacterian la altul. De
53

Tratat de Biotehnologie Cap.3 Cromozomul la organisme pro- și eucariote

regulă, genele implicate în autotransferabilita te sunt grupate într-un operon (denumit
operon tra), iar elementul genetic purt ător este denumit conjugon . Conform acestui criteriu
există 3 clase de plasmide :
1) plasmide conjugative – sunt plasmidele care prezint ă întreg operonul tra și sunt
autotransferabile, putând genera proces de conjugare bacterian ă;
2) plasmide non-conjugative – sunt plasmidele ce nu prezinta operonul tra , nu sunt
autotransferabile (nu pot genera conjugare bacterian ă) și nici mobilizabile;
3) plasmide mobilizabile – sunt plasmidele ce nu prezinta operonul tra (și, ca atare, nu
sunt autotransferabile), dar au gene mob care le permit mobilizarea în evenimente
de conjugare ini țiate de alte plasmide ce sunt conjugative.

b) criteriul structurii moleculare . Marea majoritate a plasmidelor sunt formate din ADN dublu
catenar. Mai mult decât atât, din punct de vedere al structurii moleculare, exista dou ă clase
de plasmide :
1) plasmide circulare. Plasmidele circulare sunt alc ătuite din ADN d.c. circular, iar forma
in vivo pare sa fie CCC ( “circular covalently closed”); foarte rar și temporar se
întâlnește forma CO ( “circular open” ), în care una din cele două catene nu este
continuă având o leg ătură fosfodierica lips ă. Tot in vivo se mai întâlnesc ș i
concatemeri (oligo/multimeri).
2) plasmide lineare . Asemenea plasmide sunt alcă tuite din ADN d.c. linear (L). Au fost
descrise dou ă tipuri de plasmide lineare :
1. Plasmide lineare cu telomere hairpin (telomere în ac-de-p ăr). Acestea sunt
întâlnite cu prec ădere la plasmidele lineare de la Borrelia (Figura 3.3). Spirochetele
din genul Borrelia au structur ă genomic ă lineară: toate speciile de Borrelia
examinate au un cromosom linear de 950-1000 kb și mai multe plasmide lineare cu
dimensiuni cuprinse între 5 și 200 kb (unele au și plasmide CCC). Toate plasmidele
lineare de la Borrelia descrise pân ă în prezent au telomere de tip hairpin .
Telomerele hairpin se caracterizeaz ă prin palindroame terminale bogate în A/T, la
capete existând o continuitate în legatura de tip covalent între cele 2 catene.
Asemenea structuri (ADN d.c. L cu telomere de tip hairpin ) mai exist ă și la
ADNmt de la reprezentan ții genului Pichia , la poxvirusuri și la plasmidele lineare
din mitocondriile de fungi.
2. Plasmide cu telomere invertroni Asemenea telomere sunt întâlnite la plasmidele
lineare de la genul Streptomyces – plasmide cu dimensiune cuprins ă între 9 ș i 600
kbp. Ca ș i cele hairpin , telomerele invertroni prezintă și ele palindroame terminale
bogate în A/T. Diferen ța constă însă în faptul c ă nu există legatura covalent ă între
capetele celor 2 catene, și, ca urmare, capetele 5’ și 3’ sunt libere. La capul 5’ al
fiecărei catene este ata șată covalent o molecul ă proteică denumită proteina TP
(“Telomeric Protein”) (Figura 3.3). Asemenea structuri ADN, cu palindroame
terminale bogate în A/T și cu proteina TP ata șată covalent la capul 5’ au fost
definite de K.Sakaguchi (1990) ca fiind elemente genetice mobile cu replicare
autonoma și denumite INVERTRONI, similare func țional cu transposonii.
Telomerele invertroni sunt caracteristice repliconilor lineari de la eucariote, în mod
special la plasmidele lineare din mitocondriile de fungi și plante și din citoplasma
de fungi.

a)
b)

Figura 3.4 Structura telomerelor hairpin la Borrelia (a) și
invertroni la Streptomyces (b) (dupa H.Hinnebusch, 1992).
⇒ palindroame terminale, bogate în A-T
= la capul 5 ′ al fiecă rei catene exist ă o protein ă ataș ată
covalent

54

Tratat de Biotehnologie Cap.3 Cromozomul la organisme pro- și eucariote

c) criteriul incompatibilit ății plasmidiale
De-a lungul anilor, conceptul de incompatibilitate plasmidial ă a ridicat foarte multe
probleme. Actualmente, acest concept este definit ca fiind incapacitatea a dou ă sau mai
multe plasmide de a se men ține și propaga stabil în aceea și linie celular ă. Plasmidele din
același grup de incompatibilitate ce con țin origini de replicare similare (deci, au acela și
replicon-type ), nu sunt mo ștenite stabil în descenden ță și segregă una de cealalt ă. Cel mai
probabil acest proces se datoreaz ă unei competiț ii moleculare între plasmide cu acela și
replicon-type pentru acelea și proteine implicate în replicarea respectivelor plasmide –
proteine codificate cromozomal. La Enterobacteriaceae au fost descrise peste 30 de grupuri
de incompatibilitate plasmidial ă. Un tip de incompatibilitate s-ar baza pe competi ția între
secvențele repetate RS (la care se ata șează proteina RepA ), dintre diferite plasmide existente
în celula bacterian ă. Bazându-se pe tipul de replicon a fost imaginat ă o metodă nouă de
identificare plasmidial ă folosind o colectie de sonde rep (Sykora P. 1992).
Procesul de ″gene-flow ″ în lumea bacterian ă ar putea avea un rol important în evolu ția
bacteriilor. Cu toate acestea, procesele de transfer de material genetic pe orizontal ă nu par să
afecteze stabilitatea speciilor taxonomice bacteriene. Din acest punct de vedere, plasmidele
se găsesc intr-o situa ție total diferit ă: ″gene-flow ″-ul între plasmide neînrudite pare s ă fie
atât de ridicat și de răspândit, încât nu se poate alc ătui o identificare taxonomic ă a
plasmidelor doar pe baza unei liste a caracterelor pe care le codific ă. Se pare c ă biologia
plasmidelor nu implic ă mecanisme de izolare taxonomic ă asemănătoare cu speciile de plante
și animale. În contrast, în lumea plasmidelor se observ ă un fenomen total diferit: izolarea
plasmidelor individuale sau foarte asem ănătoare. Acest fenomen este cunoscut ca fenomenul
de incompatibilitate plasmidial ă.
3.3 STRUCTURA CROMOZOMULUI
LA EUCARIOTE
Materialul genetic este reprezentat dintr-un genom nuclear și un genom extranuclear
(reprezentat din genomul mitocondrial și, în cazul celulelor vegetale, și din genom cloroplastic).
Genomul nuclear cuprinde un set de molecule lineare de ADN, fiecare reprezentând un
cromozom. F ără excepție, toate eucariotele au cel puț in 2 cromozomi care întotdeauna sunt lineari.
Singura varia ție care se înregistreaz ă este cea referitoare la num ărul de cromozomi, care însă nu este
corelată cu caracteristicile biologice sau cu pozi ția evolutivă a organismului respectiv. Astfel, la
Saccharomyces cerevisiae (drojdia de bere – un eucariot unicelular, inferior) num ărul haploid de
cromozomi este 16, de 4 ori mai mare decât la musc ă (Musca domestica ). De asemenea, num ărul de
cromozomi nu este corelat nici cu dimensi unea genomului; de exemplu, la salamandr ă genomul este
de 30 ori mai mare decât la om, dar are jumîtate din num ărul haploid de cromozomi de la om.
Cromozomii eucarioț i sunt separa ți de citoplasm ă prin membrana nuclear ă și, ca urmare,
transcrierea și traducerea sunt separate în timp și spațiu una de cealaltă ; în contrast, la procariote, cele
două procese se de sfăș oară aproximativ simultan.
Nucleul este format din 4 componente: nucleolem ă, carioplasm ă, cromonemata (singular,
cromonema) și nucleol . Cromonemata este o substan ță cromatic ă despiralizat ă în interfaz ă și
condensat ă în mitoză. Din aceast ă substanță se diferen țiază cromozomii.
Nucleolul este o substructur ă nucleară cu rol în biogeneza ribozomilor. În aceast ă zonă a
nucleului are loc sinteza de ARN ribozomal prin transcrierea genelor corespunză toare.
La eucariote ADN este complexat cu o clas ă de proteine specializate, cu caracter bazic,
denumite histone. Acest complexpoart ă numele de cromatin ă (denumirea are la baz ă tinctorialitatea
față decoloran ți bazici).

Cromatina se prezint ă sub 2 stări:
– eucromatina – cromatin ă decondensat ă în interfaz ă și condesat ă în timpul
diviziunii celulare ș se replică la începutul f azei S a interfazei
– heterocro matina –condensat ăpermanentșisereplicălasfârțitulfazeiS.
55

Tratat de Biotehnologie Cap.3 Cromozomul la organisme pro- și eucariote

Heterocromatina se clasific ă în:
– heterocromatin ă constitutiv ă – este caracteristic ă zonelor centromerice și telomerice
– heterocromatin ă facultativ ă – este caracteristic ă unuia din cromozomii X la femelele de
mamifer și constituie cromatina sexual ă; apare datorită necesităț ii compensa ției de
doză a genelor esen țiale prezente pe cromozomul X
– heterocromatin ă de citodiferen țiere – apare prin inactivarea selectivă a unor gene în
timpul proceselor de citodiferen țiere

Eucromatina este caracteristic ă genelor active transcrip țional, în timp ce heterocromatina are
rol preponderent reglator și structural.

3.3.1 Clase de secven țe ADN la eucariote
1. secvențe unice , o copie per genom haploid, corespunz ătoare genelor codificatoare pentru
lanțuri polipeptidice, excep ție fă când genele ce codific ă histone, care se g ăsesc în
câtevasute de copii per genom haploid (este necesar ă o sinteză rapidă într-un timp scurt
corespunz ăzoare perioadei S de replicare a ADN).
2. secvențe moderat repetitive : sunt intr-un num ăr de 102 – 103 copii per genom haploid și
codifică pentru ARN ribozomal, ARN de transfer și pentru histone.
3. secvențe înalt repetitive : ajung până la 106 copii per genom haploid

În general, eucariotele con țin mult mai mult ADN decât procariotele. O celul ă de om con ține
de peste 1000 de ori mai mult ADN decât o celul ă de Escherichia coli . Astfel, ADN-ul dintr-o celul ă
de om, aflat în stare decondensată atinge o lungime de 4 cm și nu poate înc ăpea într-un nucleu (de
diametru 5 m) decât în form ă condensat ă.
Forma cromozomilor dintr-o celul ă eucariotă se modific ă în timpul ciclului celular.
3.3.2 Proteinele cromozomale
Principalele proteine ce complexeaz ă ADN-ul au greutate molecular ă mică, o cantitate mare
de aminoacizi cu caracter bazic și se numesc histone. Au fost descrise 5 clase de histone: H1 H2A,
H2B, H3 ș i H4.
Histona H1 este alc ătuită din 3 domenii structurale distincte:
– un capăt amino-terminal cu 39 aminoacizi bazici
– o regiune globular ă centrală cu un diametru de 2,8 nm, cu aminoacizi cu caracter acid;
interacționează cu alte proteinexi-terminal ce con ține 40% lizin ă (cu puternic caracter bazic)
și are afinitate de interac țiune cu molecula de ADN.
Histonele H2A ș i H2B au cantitate mai redus ă de lizină . H2A are leucin ă, iar H2B are serin ă și
prolină. Au doar 2 domenii, dintre care unul interac ționează cu ADN. Histonele H3 și H4 sunt bogate
în arginină și, în mod similar cu H2A și H2B, au tot doar 2 domenii func ționale.
În general, histonele prezint ă o structur ă înalt conservat ă în lumea vie. Cea mai heterogen ă
este histona H1, acest parametru sc ăzând de la H1 c ătre H4. Genele pentru histone sunt organizate în
unități repetitive dispuse în tandem. De exemplu, la D.melanogaster unitatea repetitiv ă este format ă
din genele pentru: H1 – H3 – H4 – H2A – H2B

Figura 3.5 Organizarea genelor pentru histone la D.melanogaster .
regiuni reglatoare ale genelor (situsuri hipersensibile la nucleaz ă)
56

Tratat de Biotehnologie Cap.3 Cromozomul la organisme pro- și eucariote

573.3.3 Nivelele de organizare ale cromatinei
Elementul structural de baz ă al cromatinei este nucleozomul care este format dintr-un octamer
histonic central ș i o histonă de legătură (linker). Nucleozomul are 145 perechi de baze corespunz ătoare
la aproximativ 2 ture de spir ă suprarăsucite negativ în jurul miezului histonic. Miezul histonic prezint ă
domeniul hidrofob carboxi-terminal de interac țiune cu celelalte proteine spre partea central ă, iar
domeniul amino-terminal se g ăsește la suprafa ța de interac țiune cu ADN.
Între 2 nucleozomi adiacen ți se interpune ADN linker de 60 perechi de baze și este complexat
cu histona H1.
Cromatina extinsă apare ca un șirag de m ărgele cu un diametru de 11 nm. Prin intermediul
histonei H1 implicat ă în superspiralizare interac ționează 6 – 10 nucleozomi pentru a forma solenoidul
de 30 nm. Acesta este unitate de baz ă a condens ării materialului genetic in interfaz ă.
Forma superioar ă de condensare este reoprezentat ă de cromozomii metafazici, perioada în care
materialul genetic atinge un nivel maxim de condensare de 1400 nm. Pr ocesul de condensare a
cromatinei este realizat prin ata șarea ei la o clas ă de proteine denumite „proteine scaffold” (proteine de
eșafodaj). Ata șarea se realizear ă cu formarea unor bucle (domenii) care au fiecare 100 kpb,
comparabile cu cele de la cromozomul bacterian.

Figura 3.6 Reprezentarea schematizat ă a structurii nucleosomilor (dup ă Strachan, 1999).

În organizarea materialului genetic nucl ear la organisme eucariote intervin ș i proteine non-
histonice. Acestea se subîmpart în mai multe clase:
¾ enzime ale metabolismului ADN: ADN polimeraze, ADN ligaze, ADN
topoizomeraze, terminal-ADN-nucleotidil-transferaze
¾ enzime ale metabolismului ARN: ARN polimeraze, poliA polimeraze, enzime
de splicing , RNaze
¾ enzime ce modific ă histonele: protein-kinaze, metilaze, acetilaze, esteraze,
proteaze
¾ proteine structurale: proteinele fusului de diviziune, proteinele matricei nucleare, proteinele „ scaffold ”, proteinele particulelor RNP
(„RiboNucleoProtein”)
¾ proteinele HMG (High Mobility Group ) ce intervin în modificarea structurii
cromatinei în vederea func ționării genelor în replicare și transcriere:
o HMG 1 ș i HMG 2 – proteine omoloage cu g.m. 29 kd;
o HMG 14 și HMG 17 – proteine omoloage cu g.m. 10-12 kd
Proteinele HMG înlocuiesc histona H1 determinând, al ături de topoizomeraze, relaxarea
helixului ADN în ini țierea transcrierii genelor.