Kyselina deoxyribonukleová, bežnejšie označovaná ako DNA, je molekula, ktorá je zodpovedná za našu genetickú informáciu. DNA je v skutočnosti zdrojom dedičného materiálu takmer vo všetkých organizmoch na Zemi.
Oboje prokaryotické bunky a eukaryotické bunky používajú DNA na kódovanie svojich génov. DNA sa nachádza takmer vo všetkých bunkách. DNA musí byť umiestnená v určitých oblastiach bunky, aby mohla byť správne spracovaná, replikovaná a skladovaná.
Zatiaľ čo prokaryotické aj eukaryotické bunky majú a používajú DNA ako svoj genetický materiál, DNA, ktorá sa nachádza vo vnútri bunky, sa pre tieto dva typy buniek líši. Umiestnenie DNA v prokaryotických bunkách je možné definovať pomocou nukleoidu a plazmidu. Umiestnenie DNA v eukaryotických bunkách možno definovať pomocou jadra a dvoch organel nazývaných mitochondrie a chloroplasty.
Umiestnenie DNA v eukaryotických bunkách
Všetky organizmy v doméne Eukarya majú eukaryotické bunky. Patria sem rastliny, zvieratá, prvoci a huby. Eukaryotické bunky sú definované ako bunky uzavreté plazmatickou membránou obsahujúcou jadro a iné na membránu viazané organely.
Jadro. Eukaryotické bunky sú čiastočne definované prítomnosťou a jadro. Jadro je miesto, kde sa DNA nachádza vo vnútri bunky.
Kde v jadre sa nachádza DNA? Samotné jadro je obklopené membránou nazývanou jadrový obal. V jadrovom obale je miesto, kde nájdete DNA spolu s enzýmami a proteínmi nevyhnutnými na replikáciu a prepis DNA na mRNA ako prvý krok v syntéze bielkovín.
DNA nachádzajúca sa v jadre nie je iba dvojvláknová molekula DNA. Kvôli tomu, koľko DNA musí každá bunka uložiť v malom jadre, musia byť dlhé reťazce DNA skondenzované. DNA je obalená okolo bielkovín tzv históny, ktorý umožňuje zhutnenie DNA na materiál známy ako chromatín. Bez balenia DNA do chromatínu by sa DNA nezmestila do jadra.
Materiál je vyrobený z chromatínu chromozómy. Každý druh má určitý počet chromozómov nájdených takmer vo všetkých somatických bunkách v tele. Napríklad ľudia majú v každej bunke celkovo 23 párov chromozómov, čo predstavuje spolu 46 chromozómov; psy majú 39 párov chromozómov (pre 78 celkových chromozómov) a bunky špenátu majú šesť párov chromozómov (pre 12 celkových chromozómov).
Mitochondriálna a chloroplastová DNA. Ďalšie miesto, kde sa DNA nachádza v bunkách eukaryotických organizmov, je v rámci mitochondrie a chloroplasty.
Väčšina eukaryotických buniek obsahuje mitochondrie pretože práve tie vytvárajú väčšinu ATP buniek potrebných na energiu. Rastlinné bunky (a niektoré protistické bunky) obsahujú chloroplasty na premenu slnečnej energie na využiteľnú chemickú energiu. Obe tieto organely obsahujú určitú DNA.
Verí sa, že pred miliónmi rokov na začiatku histórie života boli chloroplasty aj mitochondrie kedysi ich vlastnými voľne žijúcimi bunkami. Vedci predpokladajú, že väčšie bunky pohltili mitochondrie a / alebo chloroplasty a začlenili ich do svojej bunkovej funkcie, a tak sa z nich stali organely.
Táto teória sa nazýva endosymbiotická teória, a to vysvetľuje, prečo by tieto organely mali DNA: Pretože to boli kedysi voľne žijúce bunky, na svoje fungovanie by potrebovali genetický materiál.
Umiestnenie DNA v prokaryotických bunkách
Prokaryotické bunky sú jednoduchšie a menej zložité ako eukaryotické bunky. Prokaryotické organizmy sú v doménach Archea a Baktérie. Definuje ich nedostatok jadra a nedostatok organel viazaných na membránu.
Nukleoid. Pretože prokaryotom chýba jadro, nemôže to byť miesto, kde sa DNA nachádza vo vnútri bunky. Namiesto toho sa kondenzuje do oblasti známej ako nukleoid, zhluk kondenzovanej DNA podobný jadru uprostred bunky.
Chýba mu jadrový obal a nie je tu viac chromozómov. Namiesto toho je DNA stočená a kondenzovaná v jednom vlákne / jednom zhluku v nepravidelnom tvare uprostred bunky.
Plazmidy. Zatiaľ čo plazmidy sa dajú technicky nájsť v bunkách organizmov vo všetkých troch doménach, sú najbežnejšie v baktériách.
Plazmidy sú malé, kruhové kúsky DNA, ktoré môžu vstupovať do prokaryotických buniek a vystupovať z nich a prenášať sa medzi bunkami v proces nazývaný konjugácia a musí sa replikovať alebo transkribovať oddelene od chromozomálneho / nukleoidu DNA. Plazmidy sa nachádzajú v cytoplazme bunky.