Дезоксирибонуклеиновая кислота, чаще называемая ДНК, это молекула, которая отвечает за нашу генетическую информацию. Фактически, ДНК является источником наследственного материала почти для всех организмов на Земле.
Оба прокариотические клетки а также эукариотические клетки используют ДНК для кодирования своих генов. ДНК содержится почти во всех клетках. ДНК должна быть размещена в определенных областях клетки, чтобы ее можно было правильно обрабатывать, реплицировать и хранить.
В то время как и прокариотические, и эукариотические клетки имеют и используют ДНК в качестве своего генетического материала, расположение ДНК внутри клетки для этих двух типов клеток различается. Расположение ДНК в прокариотических клетках может быть определено нуклеоидом и плазмидами. Расположение ДНК в эукариотических клетках может быть определено ядром и двумя органеллами, называемыми митохондрии а также хлоропласты.
Расположение ДНК в эукариотических клетках
У всех организмов в домене Eukarya есть эукариотические клетки. Сюда входят растения, животные, простейшие и грибы. Эукариотические клетки определяются как клетки, окруженные плазматической мембраной, содержащей ядро и другие мембраносвязанные органеллы.
Ядро. Эукариотические клетки частично определяются наличием ядро. Ядро - это то место, где ДНК находится внутри клетки.
Где в ядре находится ДНК? Что ж, само ядро окружено мембраной, называемой ядерной оболочкой. Внутри ядерной оболочки вы найдете ДНК, а также ферменты и белки, необходимые для репликации ДНК и транскрипции ДНК. мРНК как первый шаг в синтезе белка.
ДНК, обнаруженная в ядре, - это не просто двухцепочечная молекула ДНК. Из-за того, сколько ДНК каждая клетка должна хранить в крошечном ядре, длинные цепи ДНК должны быть конденсированы. ДНК обернута вокруг белков, называемых гистоны, что позволяет ДНК уплотняться в материал, известный как хроматин. Без упаковки ДНК в хроматин ДНК не поместится в ядре.
Хроматин - это то, что составляет материал хромосомы. У каждого вида есть определенное количество хромосом, обнаруженных почти во всех соматических клетках их тела. Например, у человека в каждой клетке всего 23 пары хромосом, что в сумме составляет 46 хромосом; собаки имеют 39 пар хромосом (всего 78 хромосом), а клетки шпината имеют шесть пар хромосом (всего 12 хромосом).
Митохондриальная и хлоропластная ДНК. Еще одно место, где ДНК находится в клетках эукариотических организмов, находится в пределах митохондрии и хлоропласты.
Большинство эукариотических клеток содержат митохондрии поскольку именно они создают большую часть потребности клеток АТФ в энергии. Клетки растений (и некоторые клетки простейших) содержат хлоропласты для преобразования солнечной энергии в полезную химическую энергию. Обе эти органеллы действительно содержат ДНК.
Считается, что миллионы лет назад в начале истории жизни и хлоропласты, и митохондрии когда-то были собственными свободноживущими клетками. Ученые предполагают, что более крупные клетки поглотили митохондрии и / или хлоропласты и включили их в свою клеточную функцию, и, таким образом, они стали органеллами.
Эта теория называется эндосимбиотическая теория, и это объясняет, почему эти органеллы могут иметь ДНК: поскольку они когда-то были свободноживущими клетками, им для функционирования необходим генетический материал.
Расположение ДНК в прокариотических клетках
Прокариотические клетки проще и менее сложны, чем эукариотические клетки. Прокариотические организмы находятся в доменах архей и бактерий. Они определяются отсутствием ядра и мембраносвязанных органелл.
Нуклеоид. Поскольку у прокариот нет ядра, это не может быть там, где ДНК находится внутри клетки. Вместо этого он конденсируется в область, известную как нуклеоид, подобный ядру сгусток конденсированной ДНК в середине клетки.
У него нет ядерной оболочки, и нет множественных хромосом. Вместо этого ДНК скручивается и конденсируется в одну нить / одиночный сгусток неправильной формы в середине клетки.
Плазмиды. Хотя плазмиды технически можно найти в клетках организмов во всех трех областях, они наиболее распространены у бактерий.
Плазмиды представляют собой небольшие круглые фрагменты ДНК, которые могут входить и выходить из прокариотических клеток, передаваться между клетками в процесс, называемый конъюгацией, и может быть реплицирован или транскрибирован отдельно от хромосомы / нуклеоида ДНК. Плазмиды находятся в цитоплазме клетки.