Nucleoide

Qué es el nucleoide

Dentro del citoplasma procariota, una zona de forma irregular aloja el cromosoma bacteriano: una única molécula de ADN, generalmente circular y de doble cadena. A diferencia del núcleo de las células eucariotas, esta región carece de envoltura nuclear, de modo que el ADN queda en contacto directo con el citosol, con los ribosomas y con el resto de la maquinaria celular.

Etimológicamente, el término se apoya en núcleo más el sufijo -oide, del griego -eidés, que significa parecido a o con forma de. Un nucleoide es, literalmente, algo similar a un núcleo, sin serlo del todo.

Estructura

El cromosoma bacteriano mide, en muchas especies, cientos de veces más que la propia célula que lo contiene, así que debe empaquetarse con eficacia. El superenrollamiento del ADN resuelve buena parte del problema. Un grupo de proteínas de bajo peso molecular, conocidas como proteínas asociadas al nucleoide (H-NS, HU, FIS o IHF, entre las más estudiadas), completa el trabajo doblando, curvando y tendiendo puentes entre segmentos distantes de la hebra.

Estas proteínas no son histonas ni forman estructuras equivalentes al nucleosoma eucariota: se unen al ADN con menos especificidad de secuencia y, además, actúan como reguladoras de la transcripción de determinados genes. Muchas bacterias añaden a este esquema uno o varios plásmidos, pequeños círculos de ADN independientes del cromosoma principal, que se replican y heredan por separado.

Nucleoide y núcleo, dos soluciones distintas

El núcleo eucariota resuelve el problema de guardar el ADN con una doble membrana perforada por poros. El nucleoide bacteriano lo resuelve sin membrana alguna, apoyándose solo en el superenrollamiento y en sus proteínas asociadas. Hay, con todo, una excepción documentada: la planctomiceto Gemmata obscuriglobus encierra su nucleoide dentro de una doble membrana, una disposición que recuerda, de forma sorprendente, a la de un núcleo eucariota, y que sigue intrigando a quienes estudian el origen de la célula compleja.

Preguntas frecuentes

¿Por qué el nucleoide no tiene membrana?

Porque las bacterias y arqueas carecen de los orgánulos delimitados por membrana que caracterizan a la célula eucariota. El ADN queda expuesto al citoplasma, lo que además permite que la transcripción y la traducción, la lectura del ARN mensajero y la fabricación de proteínas, ocurran casi de forma simultánea, sin el paso intermedio que impone la envoltura nuclear.

¿El nucleoide tiene un tamaño y una forma fijos?

No. Cambia durante el ciclo celular: adopta una forma coralina e irregular en la mayor parte de la vida de la bacteria, y se condensa en una masa más compacta y bilobulada poco antes de dividirse en dos nucleoides hijos.

¿Qué es una proteína asociada al nucleoide?

Una de las proteínas de pequeño tamaño que empaquetan y curvan el ADN bacteriano sin formar estructuras como el nucleosoma eucariota. H-NS, HU, FIS e IHF son las mejor caracterizadas, y varias de ellas cumplen además funciones reguladoras sobre la expresión de determinados genes.

¿Cuántos nucleoides puede tener una célula bacteriana?

Puede tener más de uno. En condiciones de crecimiento rápido, algunas bacterias inician una nueva ronda de replicación antes de completar la división celular, de modo que llegan a coexistir dos o más copias del cromosoma dentro de una misma célula, cada una organizada en su propio nucleoide.

¿Existen excepciones a la falta de membrana del nucleoide?

Sí, una: la especie Gemmata obscuriglobus, del filo Planctomycetes, rodea su nucleoide con una doble membrana, un caso único entre las bacterias conocidas y objeto de estudio por su parecido con la compartimentación eucariota.

Referencias

1. Nucleoide. Wikipedia, la enciclopedia libre.
2. Cromosomas bacterianos en el nucleoide. LibreTexts Español, Microbiología.
3. The cell cycle of the planctomycete Gemmata obscuriglobus with respect to cell compartmentalization. PubMed, 2009.
4. Structural studies of planctomycete Gemmata obscuriglobus support cell compartmentalisation in a bacterium. PLOS ONE, 2014.