Dezoksiribonukleīnskābe, biežāk saukta par DNS, ir molekula, kas ir atbildīga par mūsu ģenētisko informāciju. Faktiski DNS ir iedzimta materiāla avots gandrīz visos organismos uz Zemes.
Abi prokariotu šūnas un eikariotu šūnas izmantot DNS, lai kodētu savus gēnus. DNS atrodas gandrīz visās šūnās. Lai pareizi apstrādātu, pavairotu un uzglabātu, DNS jāatrodas noteiktās šūnas vietās.
Kaut gan prokariotu, gan eikariotu šūnās ir un kā DNS ir ģenētiskais materiāls, kur šūnas iekšpusē atrodamā DNS šiem diviem šūnu tipiem ir atšķirīga. DNS atrašanās vietu prokariotu šūnās var noteikt ar nukleoīdu un plazmīdām. DNS atrašanās vietu eikariotu šūnās var noteikt pēc kodola un diviem organoīdiem, ko sauc par mitohondrijos un hloroplasts.
DNS atrašanās eikariotu šūnās
Visiem domēna Eukarya organismiem ir eikariotu šūnas. Tas ietver augus, dzīvniekus, protistus un sēnītes. Eikariotu šūnas ir definētas kā šūnas, ko norobežo plazmas membrāna, kurā ir kodols un citi ar membrānu saistīti organelli.
Kodols. Eikariotu šūnas daļēji nosaka a kodols. Kodols ir vieta, kur šūnas iekšpusē atrodama DNS.
Kur kodolā atrodas DNS? Nu, pašu kodolu ieskauj membrāna, ko sauc par kodola apvalku. Kodola apvalkā atrodas DNS, kā arī fermenti un olbaltumvielas, kas nepieciešami DNS replikācijai un DNS transkripcijai mRNS kā pirmais solis olbaltumvielu sintēzē.
Kodolā atrodamā DNS nav tikai divkāršās DNS molekula. Sakarā ar to, cik daudz katrai šūnai ir jāuzglabā mazajā kodolā, garajiem DNS pavedieniem jābūt kondensētiem. DNS ir aptīts ap proteīniem, kurus sauc histoni, kas ļauj DNS saspiest materiālā, kas pazīstams kā hromatīns. Bez DNS iesaiņošanas hromatīnā DNS neietilpst kodolā.
Hromatīns ir tas, no kā sastāv materiāls hromosomas. Katrai sugai ir noteikts skaits hromosomu, kas atrodas gandrīz visās ķermeņa somatiskajās šūnās. Piemēram, cilvēkiem katrā šūnā kopā ir 23 hromosomu pāri, kas veido 46 kopējās hromosomas; suņiem ir 39 hromosomu pāri (78 kopējām hromosomām), un spinātu šūnās ir seši hromosomu pāri (12 kopējām hromosomām).
Mitohondriju un hloroplastu DNS. Vēl viena vieta, kur DNS atrodama eikariotu organismu šūnās, atrodas mitohondrijos un hloroplastos.
Lielākā daļa eikariotu šūnu satur mitohondrijos jo tieši tie rada lielāko daļu ATP šūnu, kas nepieciešamas enerģijai. Augu šūnas (un dažas protistiskās šūnas) satur hloroplasts lai pārveidotu saules enerģiju par izmantojamu ķīmisko enerģiju. Abos šajos organoļos patiešām ir daļa DNS.
Tiek uzskatīts, ka pirms miljoniem gadu dzīves vēstures sākumā gan hloroplasti, gan mitohondriji kādreiz bija viņu pašu brīvi dzīvojošās šūnas. Zinātnieki apgalvo, ka lielākas šūnas apņēma mitohondrijus un / vai hloroplastus un iekļāva tos šūnu funkcijās, tādējādi tās kļuva par organoīdiem.
Šo teoriju sauc par endosimbiotiskā teorija, un tas izskaidro, kāpēc šiem organoīdiem būtu DNS: Tā kā tās kādreiz bija brīvi dzīvojošas šūnas, to darbībai būtu vajadzīgs ģenētiskais materiāls.
DNS atrašanās prokariotu šūnās
Prokariotu šūnas ir vienkāršākas un mazāk sarežģītas nekā eikariotu šūnas. Prokariotu organismi atrodas Archaea un Bacteria domēnos. Tos definē kodola trūkums un membrānai piesaistītu organellu trūkums.
Nukleoīds. Tā kā prokariotiem trūkst kodola, šūnā nevar atrasties DNS. Tā vietā tas tiek kondensēts reģionā, kas pazīstams kā nukleoīds, kodolam līdzīgs kondensētas DNS puduris šūnas vidū.
Tam trūkst kodola apvalka, un nav vairāku hromosomu. Tā vietā DNS tiek saritināta un kondensēta vienā virknē / atsevišķā pudurī neregulāras formas veidā šūnas vidū.
Plazmīdi. Kaut arī plazmīdas tehniski var atrast visu trīs domēnu organismu šūnās, tās visbiežāk sastopamas baktērijās.
Plazmīdi ir mazi, apļveida DNS gabali, kas var iekļūt prokariotu šūnās un iziet no tām, pārnest starp šūnām iekšā procesu, ko sauc par konjugāciju, un to var atkārtot vai pārrakstīt atsevišķi no hromosomu / nukleoīda DNS. Plazmīdi tiek atrasti šūnas citoplazmā.