Kyselina deoxyribonukleová, běžněji označovaná jako DNA, je molekula, která je zodpovědná za naši genetickou informaci. Ve skutečnosti je DNA zdrojem dědičného materiálu téměř ve všech organismech na Zemi.
Oba prokaryotické buňky a eukaryotické buňky používají DNA ke kódování svých genů. DNA se nachází téměř ve všech buňkách. DNA musí být umístěna v určitých oblastech buňky, aby mohla být správně zpracována, replikována a uložena.
Zatímco prokaryotické i eukaryotické buňky mají a používají DNA jako svůj genetický materiál, kde se DNA nachází uvnitř buňky, je pro tyto dva typy buněk odlišná. Umístění DNA v prokaryotických buňkách může být definováno nukleoidem a plazmidy. Umístění DNA v eukaryotických buňkách lze definovat pomocí jádra a dvou organel nazývaných mitochondrie a chloroplasty.
Umístění DNA v eukaryotických buňkách
Organismy v doméně Eukarya mají všechny eukaryotické buňky. To zahrnuje rostliny, zvířata, protisty a houby. Eukaryotické buňky jsou definovány jako buňky uzavřené plazmatickou membránou obsahující jádro a další organely vázané na membránu.
Jádro. Eukaryotické buňky jsou zčásti definovány přítomností a jádro. Jádro je místo, kde se DNA nachází uvnitř buňky.
Kde se v jádru nachází DNA? Samotné jádro je obklopeno membránou zvanou jaderná obálka. V jaderné obálce je místo, kde najdete DNA spolu s enzymy a proteiny nezbytnými pro replikaci DNA a transkripci DNA na mRNA jako první krok v syntéze bílkovin.
DNA nalezená v jádru není jen dvouvláknová molekula DNA. Vzhledem k tomu, kolik DNA potřebuje každá buňka k uložení v malém jádru, musí být dlouhé řetězce DNA kondenzovány. DNA je obalena kolem tzv. Bílkovin histony, který umožňuje DNA zhutnit do materiálu známého jako chromatin. Bez zabalení DNA do chromatinu by se DNA nezmestila do jádra.
Materiál je tvořen chromatinem chromozomy. Každý druh má určitý počet chromozomů nalezený téměř ve všech somatických buňkách v jejich těle. Například lidé mají v každé buňce celkem 23 párů chromozomů, což představuje celkem 46 chromozomů; psi mají 39 párů chromozomů (pro 78 celkových chromozomů) a špenátové buňky mají šest párů chromozomů (pro 12 celkových chromozomů).
Mitochondriální a chloroplastová DNA. Další místo, kde se DNA nachází v buňkách eukaryotických organismů, je uvnitř mitochondrie a chloroplasty.
Většina eukaryotických buněk obsahuje mitochondrie protože právě tyto vytvářejí většinu buněk ATP potřebných pro energii. Rostlinné buňky (a některé protistické buňky) obsahují chloroplasty přeměnit sluneční energii na využitelnou chemickou energii. Obě tyto organely obsahují nějakou DNA.
Předpokládá se, že před miliony let na počátku historie života byly chloroplasty i mitochondrie kdysi jejich vlastními volně žijícími buňkami. Vědci předpokládají, že větší buňky pohltily mitochondrie a / nebo chloroplasty a začlenily je do své buněčné funkce, a tak se z nich staly organely.
Tato teorie se nazývá endosymbiotická teorie, a to vysvětluje, proč by tyto organely měly DNA: Protože to byly kdysi volně žijící buňky, potřebovaly by ke svému fungování genetický materiál.
Umístění DNA v prokaryotických buňkách
Prokaryotické buňky jsou jednodušší a méně složité než eukaryotické buňky. Prokaryotické organismy jsou v doménách Archaea a Bacteria. Jsou definovány nedostatkem jádra a nedostatkem organel vázaných na membránu.
Nukleoid. Protože prokaryotům chybí jádro, nemůže to být místo, kde se DNA nachází uvnitř buňky. Místo toho se kondenzuje do oblasti známé jako nukleoid, jádro podobné shluku kondenzované DNA uprostřed buňky.
Postrádá jadernou obálku a neexistuje mnoho chromozomů. Místo toho je DNA stočená a kondenzovaná v jednom vlákně / jediném shluku v nepravidelném tvaru uprostřed buňky.
Plazmidy. Zatímco plazmidy lze technicky nalézt v buňkách organismů ve všech třech doménách, jsou nejčastější u bakterií.
Plazmidy jsou malé, kruhové kousky DNA, které mohou vstupovat a vystupovat z prokaryotických buněk a přenášet se mezi buňkami v proces zvaný konjugace a být replikován nebo přepisován odděleně od chromozomů / nukleoidů DNA. Plazmidy se nacházejí v cytoplazmě buňky.