質問: 原核細胞 原核細胞は核を持たないが、dnaが凝縮した「核様体」なるものを持つ...ということですが、これに関していくつか質問があります。 (1)原核生物は全て、もしくはその多くが核様体を持つという認識で合っているのでしょうか?ミトコンドリアや葉緑体も核様体を持つようですが、大腸菌なども核様体を持つのでしょうか? (2)真核細胞では分裂前期に染色質の凝縮が起こりますね?この核様体が存在する時期というのは、やはり原核細胞の分裂期になるのでしょうか? 原核細胞のdnaからタンパク質が生合成される仕組みについてはおおよそのことは知っています。rnaポリメラーゼによって転写合成されたmrnaを伝って、いくつものリボソーム(ポリソーム)が順次コドンをタンパク質へ翻訳しますね。この様の図解や、その手の電子顕微鏡写真も見たことがあります。 (3)この原核細胞内でのタンパク質の生合成は、核様体という凝縮した状態でも行われているものでしょうか?真核細胞ではdnaが凝縮した状態というのは、基本的に転写が不活性化している状態だったはずですが。 (4)大腸菌などは、本来のdna以外にもプラスミドと呼ばれる環状dnaも持っています。核様体はプラスミドもその中に含むものなのでしょうか? (5)核様体はdnaが凝縮したものであるとはいうものの、ヒストンは含まないようです。真核細胞の染色体はヒストン以外にも、非ヒストンタンパクと呼ばれる、転写調節タンパクやdna修復酵素などを含むようです。核様体はタンパク質など、dna以外のものを含むのでしょうか? 以上5点、すこし長くなってしまいましたが、いずれも ●核様体は原核生物に共通する構造なのか? ●核様体を持つ原核細胞のdnaが常に核様体という姿でいるのかどうか? という疑問がそもそもの発端です。 よろしくお願いします。
回答: 核様体とは、原核生物のゲノムdnaがdna結合タンパク質と共に凝縮しているものです。真核生物の染色体のように秩序正しく折りたたまれているわけではありませんし、真核生物の核とはそもそも異なります。 (1)生物の世界に絶対はありませんが、そのほとんどが核様体を持つと考えてよいと思います。細胞の中で、ゲノムdnaが凝縮していればそれが核様体です。 (2)原核生物においては、ゲノムdnaはほぼ常に凝縮している、すなわち核様体の状態で存在すると考えられています。実際に大腸菌のゲノムdnaを染色して観察してみると、非分裂状態、分裂直前、分裂中、分裂後のいずれにおいてもそれほど見た目の違いはありません。 (3)凝縮はしていますが、染色体のようにぎっちりと折りたたまれているわけではないので、mrnaへの転写は起こります。ただし、まだよくわかってはいませんが、活発に転写が起こっている部分では転写がされやすくなるような立体構造変化が起こっている可能性はあります。 (4)プラスミドdnaは細胞質中に存在するとされ、核様体とは別物と考えます。 (5)核様体にはdna結合タンパク質は含まれていると思われます。dna結合蛋白や修復酵素、複製酵素なども含めればこのような回答になります。ただし、ヒストンのような構造をがっちりと縛るようなタンパク質があるのかどうかはよくわかっていません。 原核生物屋さんは、あまり核様体を意識していないと思います。少なくとも私はあまり意識していません。