DNA อยู่ที่ไหนในเซลล์?

กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า ดีเอ็นเอเป็นโมเลกุลที่รับผิดชอบข้อมูลทางพันธุกรรมของเรา อันที่จริง DNA เป็นแหล่งกำเนิดของสารพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดบนโลก

ทั้งคู่ เซลล์โปรคาริโอต และ เซลล์ยูคาริโอต ใช้ DNA เพื่อเข้ารหัสยีนของพวกมัน DNA พบได้ในแทบทุกเซลล์ DNA จะต้องถูกเก็บอยู่ในบางส่วนของเซลล์เพื่อดำเนินการ จำลองแบบ และจัดเก็บอย่างเหมาะสม

ในขณะที่ทั้งเซลล์โปรคาริโอตและยูคาริโอตมีและใช้ DNA เป็นสารพันธุกรรม โดยที่ DNA ถูกพบภายในเซลล์นั้นแตกต่างกันสำหรับเซลล์ทั้งสองประเภทนี้ ตำแหน่งของ DNA ในเซลล์โปรคาริโอตสามารถกำหนดได้โดยนิวคลีออยด์และพลาสมิด ตำแหน่งของ DNA ในเซลล์ยูคาริโอตสามารถกำหนดได้โดยนิวเคลียสและออร์แกเนลล์สองอันที่เรียกว่า ไมโตคอนเดรีย และ คลอโรพลาสต์.

สิ่งมีชีวิตภายในโดเมน Eukarya ล้วนมีเซลล์ยูคาริโอต ซึ่งรวมถึงพืช สัตว์ โพรทิสต์ และเชื้อรา เซลล์ยูคาริโอตถูกกำหนดให้เป็นเซลล์ที่ล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มพลาสมาซึ่งมีนิวเคลียสและออร์แกเนลล์ที่จับกับเมมเบรนอื่นๆ

นิวเคลียส เซลล์ยูคาริโอตส่วนหนึ่งถูกกำหนดโดยการมีอยู่ของ a นิวเคลียส. นิวเคลียสเป็นที่ซึ่งพบ DNA ภายในเซลล์

DNA พบที่ใดในนิวเคลียส นิวเคลียสเองนั้นล้อมรอบด้วยเมมเบรนที่เรียกว่าซองจดหมายนิวเคลียร์ ภายในเปลือกนิวเคลียร์เป็นที่ที่คุณจะได้พบกับดีเอ็นเอพร้อมกับเอนไซม์และโปรตีนที่จำเป็นสำหรับการจำลองดีเอ็นเอและการถอดรหัสของดีเอ็นเอ mRNA เป็นขั้นตอนแรกในการสังเคราะห์โปรตีน

DNA ที่พบในนิวเคลียสไม่ได้เป็นเพียงโมเลกุล DNA ที่มีเกลียวคู่เท่านั้น เนื่องจากแต่ละเซลล์ต้องการเก็บ DNA ไว้ภายในนิวเคลียสเล็กๆ มากเพียงใด สายยาวของ DNA จึงต้องถูกควบแน่น DNA ถูกห่อหุ้มด้วยโปรตีนที่เรียกว่า histonesซึ่งช่วยให้ DNA ถูกบีบอัดเป็นวัสดุที่เรียกว่า โครมาติน. หากไม่มีการบรรจุ DNA ลงในโครมาติน DNA จะไม่พอดีกับนิวเคลียส

โครมาตินคือสิ่งที่ประกอบขึ้นเป็นวัสดุของ โครโมโซม. แต่ละสปีชีส์มีโครโมโซมจำนวนหนึ่งที่พบในเซลล์โซมาติกเกือบทั้งหมดในร่างกาย ตัวอย่างเช่น มนุษย์มีโครโมโซมทั้งหมด 23 คู่ในแต่ละเซลล์ รวมเป็น 46 โครโมโซม; สุนัขมีโครโมโซม 39 คู่ (สำหรับโครโมโซมทั้งหมด 78 โครโมโซม) และเซลล์ผักโขมมีโครโมโซม 6 คู่ (สำหรับโครโมโซมทั้งหมด 12 โครโมโซม)

ไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์ DNA อีกที่หนึ่งที่พบ DNA ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตที่มียูคาริโอตอยู่ภายใน ไมโทคอนเดรียและคลอโรพลาสต์.

เซลล์ยูคาริโอตส่วนใหญ่ประกอบด้วย ไมโตคอนเดรีย เนื่องจากเป็นสิ่งที่สร้างเซลล์ ATP ส่วนใหญ่ที่ต้องการพลังงาน เซลล์พืช (และเซลล์โปรติสต์บางเซลล์) ประกอบด้วย คลอโรพลาสต์ เพื่อแปลงพลังงานจากดวงอาทิตย์เป็นพลังงานเคมีที่ใช้งานได้ ออร์แกเนลล์ทั้งสองนี้มี DNA อยู่บ้าง

เชื่อกันว่าเมื่อหลายล้านปีก่อนในช่วงเริ่มต้นของชีวิต ทั้งคลอโรพลาสต์และไมโทคอนเดรียเคยเป็นเซลล์อิสระของพวกมัน นักวิทยาศาสตร์ตั้งทฤษฎีว่าเซลล์ขนาดใหญ่กว่าจะดูดกลืนไมโทคอนเดรียและ/หรือคลอโรพลาสต์และรวมเข้ากับการทำงานของเซลล์ ดังนั้น พวกมันจึงกลายเป็นออร์แกเนลล์

ทฤษฎีนี้เรียกว่า ทฤษฎีเอนโดซิมไบโอติกและอธิบายได้ว่าทำไมออร์แกเนลล์เหล่านี้ถึงมี DNA เนื่องจากพวกมันเคยเป็นเซลล์ที่มีชีวิตอิสระ พวกมันจึงจำเป็นต้องมีสารพันธุกรรมในการทำงาน

เซลล์โปรคาริโอตนั้นเรียบง่ายและซับซ้อนน้อยกว่าเซลล์ยูคาริโอต สิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตอยู่ในโดเมน Archaea และ Bacteria พวกมันถูกกำหนดโดยการขาดนิวเคลียสและการขาดออร์แกเนลล์ที่จับกับเมมเบรน

นิวคลีออยด์. เนื่องจากโปรคาริโอตไม่มีนิวเคลียส จึงไม่สามารถพบดีเอ็นเอภายในเซลล์ได้ แต่จะควบแน่นเป็นบริเวณที่เรียกว่า นิวเคลียสเป็นกลุ่มของ DNA ที่ควบแน่นคล้ายนิวเคลียสที่อยู่ตรงกลางเซลล์

มันไม่มีเปลือกหุ้มนิวเคลียส และไม่มีโครโมโซมหลายอัน ในทางกลับกัน DNA จะถูกขดและควบแน่นเป็นเกลียวเดียว/กระจุกเดี่ยวในรูปร่างที่ผิดปกติตรงกลางเซลล์

พลาสมิด แม้ว่าในทางเทคนิคจะพบพลาสมิดในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตในทั้งสามโดเมน แต่ก็พบได้บ่อยในแบคทีเรีย

พลาสมิด เป็น DNA ทรงกลมขนาดเล็กที่สามารถเข้าและออกจากเซลล์โปรคาริโอต ถ่ายโอนระหว่างเซลล์ใน กระบวนการที่เรียกว่า conjugation และทำซ้ำหรือถอดเสียงแยกจาก chromosomal/nucleoid ดีเอ็นเอ. พลาสมิดพบได้ในไซโตพลาสซึมของเซลล์