Episoma: jenis dan karakteristiknya

Episom, di bidang genetika, adalah molekul DNA yang mampu bereplikasi secara mandiri dalam sitoplasma sel inang, dan yang secara fisik diintegrasikan ke dalam kromosom inang, juga direplikasi sebagai molekul tunggal (ke yang kami sebut cointegrado).

Episom, oleh karena itu, dapat ditafsirkan sebagai cara hidup berdampingan, dan bukan sebagai jenis replika. Bahkan, bagi beberapa penulis, transposon dan urutan penyisipan dapat dianggap sebagai episom, karena mereka secara efektif dibawa pada kromosom sel inang, meskipun mereka tidak pernah memiliki keberadaan independen dan otonom dalam sitoplasma.

Dalam sel eukariotik, sebaliknya, episom lebih mengacu pada replikasi virus yang hidup berdampingan sebagai plasmid dalam sel yang terinfeksi daripada virus yang dapat diintegrasikan ke dalam genom sel inang.

Ini bukan satu-satunya contoh di mana kata yang sama memiliki arti yang berbeda dalam eukariota dan prokariota (misalnya, istilah transformasi). Episom memiliki sejarah yang kaya dalam pengembangan genetika modern, karena mereka membantu mengungkap fenomena menarik yang terkait dengan warisan.

Episom yang merupakan bakteriofag

Salah satu contoh klasik episom adalah bacteriophage lambda dalam bakteri inangnya, yang paling dikenal adalah Escherichia coli. Bakteriofage (disingkat fage) adalah virus yang menginfeksi bakteri.

Di bawah kondisi yang kondusif untuk infeksi bakteri oleh fag, genom virus yang dimasukkan ke dalam sitoplasma sebagai molekul linier dapat diedarkan, dan dengan peristiwa rekombinasi lokasi tertentu, ia dapat diintegrasikan ke dalam kromosom bakteri inang.

Di dalam genom fag ada urutan pendek nukleotida (attλ) yang sempurna komplementer ke situs pengikatan (att achment) dalam kromosom melingkar bakteri (attB).

Peristiwa rekombinasi antara dua situs ini mengarah pada pembentukan kointegrasi antara dua lingkaran sehingga menimbulkan lingkaran yang lebih besar. Ketika kromosom bakteri direplikasi, oleh karena itu, genom virus direplikasi (dalam keadaan episom).

Hal ini dapat terjadi untuk generasi yang tak terbatas - kecuali suatu peristiwa induktif mengarah pada eksisi genom virus, dan masuknya berikutnya ke dalam siklus replikasi otonom dari virus yang berujung pada lisis bakteri untuk melepaskan virion baru yang dihasilkan.

Episom yang bersifat plasmid

Contoh lain dari episom yang paling terkenal adalah faktor kesuburan, atau plasmid F. Kadang-kadang, tergantung pada konstitusi nukleotida dari bakteri inang (misalnya, E. coli), plasmid melingkar bergabung kembali dengan situs homolog yang terdapat pada kromosom. dari bakteri menimbulkan kointegrasi.

Yaitu, plasmid dapat mereplikasi dalam jumlah salinan rendah di sitoplasma bakteri, atau jika terintegrasi, mereplikasi secara keseluruhan dalam jumlah salinan yang sesuai dengan bakteri tanpa F (biasanya satu).

Dalam keadaan sebagai episom, F memberikan bakteri kapasitas untuk menghasilkan sejumlah besar rekombinan setelah proses konjugasi.

Bakteri F + (yaitu, yang memiliki F plasmid mandiri) yang mengalami penyisipan elemen ini dikatakan Hfr (untuk rekombinasi frekuensi tinggi, untuk akronimnya dalam bahasa Inggris), karena oleh peristiwa konjugasi, ia secara teoritis mampu "menyeret" seluruh kromosom bakteri ke bakteri F- (yaitu, tidak memiliki faktor kesuburan, atau plasmid F).

Secara umum, sekuens yang menyediakan homologi (dan karenanya, kesamaan dan komplementaritas) antara F plasmid dan kromosom bakteri untuk memverifikasi proses rekombinasi lokasi spesifik yang menimbulkan kointegrasi, adalah sekuens penyisipan.

Episom dalam sel eukariotik

Untuk alasan historis, istilah episom (di atas + tubuh) selalu dikaitkan dengan plasmid, yang awalnya berasal dari dunia elemen ekstrachromosomal pada prokariota.

Dengan menemukan unsur-unsur serupa dalam eukariota, penggunaan yang sama diadopsi untuk menunjuk molekul genom virus yang mampu melakukan autoreplikasi pada jenis sel yang terinfeksi ini dengan sifat yang menyerupai plasmid dalam prokariota.

Yaitu, dalam sel eukariotik yang terinfeksi virus, kita dapat menemukan dalam beberapa kasus bahwa, sebagai bagian dari siklus replikasi mereka, virus hidup berdampingan dalam sel sebagai molekul DNA sirkuler yang serupa dengan replikasi lain yang dijelaskan dalam, misalnya, bakteri.

Virus yang paling umum dikenal yang dapat hidup berdampingan sebagai molekul DNA melingkar dari replikasi otonom (dari kromosom inang) termasuk dalam keluarga Herpesviridae, Adenoviridae dan Polyomaviridae.

Namun, tidak satu pun dari mereka yang diintegrasikan ke dalam genom inang, itulah sebabnya mereka dapat dianggap mereplikasi sebagai plasmid dan tidak memenuhi kualitas intrinsik yang menjadi ciri episom: mengintegrasikan ke dalam genom inang.

Meskipun penghapusan istilah telah diusulkan, mungkin itu tidak menambah kebingungan pada masalah yang sudah cukup kompleks dengan sendirinya.

Kesimpulan

Singkatnya, kita dapat mengatakan bahwa episom, yang berbicara secara etimologis, adalah elemen genetik replikasi otonom yang dapat hidup berdampingan dalam sel sebagai molekul DNA gratis, atau secara fisik terintegrasi dengan host.

Dari sudut pandang genetika, bagaimanapun, episome adalah plasmid atau virus yang dapat diintegrasikan ke dalam genom prokariota, atau menjadi salah satu jenis plasmid yang dapat disimpan oleh sel eukariotik.

Menariknya, virus yang dapat dimasukkan ke dalam genom inang eukariotik (retrovirus) tidak dianggap sebagai episom.