Yksittäisestä bakteerisolusta ihmisen triljooniin soluihin, solut, joita usein kutsutaan ”elämän rakennuspalikoiksi”, muodostavat kaiken elävän. Jokainen näistä soluista on erillinen rakenne, jota ympäröi solukalvo ja joka on täynnä paksua liuosta, jota kutsutaan sytoplasmaksi. Ihmissoluissa suurin osa DNA:sta sijaitsee solun sisällä sijaitsevassa osastossa, jota kutsutaan ytimeksi. Sitä kutsutaan ydin-DNA:ksi.

Ydin-DNA:n lisäksi ihmisellä ja muilla monimutkaisilla eliöillä pieni määrä DNA:ta löytyy myös mitokondrioista. Tätä DNA:ta kutsutaan mitokondriaaliseksi DNA:ksi (mtDNA). Useimmilla kasveilla on kloroplastiensa sisältämä DNA-sarja, jota kutsutaan kloroplastien DNA:ksi (cpDNA). Koko DNA-sarja tunnetaan nimellä genomi.

Missä DNA sijaitsee eukaryoottisessa solussa?

Solut voidaan jakaa karkeasti kahteen eri tyyppiin: prokaryoottien soluihin (prokaryoottisolut) ja eukaryoottien soluihin (eukaryoottisolut). Prokaryootit ovat yleensä yksisoluisia, eikä niillä ole kalvoon sidottua ydintä eikä muita kalvon ympäröimiä rakenteita, joita kutsutaan organelleiksi. Niihin kuuluu kaksi erillistä ryhmää: bakteerit ja arkeot.

Eukaryootit voivat olla yksisoluisia tai monisoluisia. Toisin kuin prokaryoottisoluissa, eukaryoottisoluissa on tuma ja muita organelleja. Eukaryootit käsittävät monenlaisia eliöitä sienistä kasveihin ja eläimiin.

Prokaryoottisoluissa DNA sijaitsee enimmäkseen solun keskiosassa, jota kutsutaan nukleoidiksi ja jota ei ympäröi ydinkalvo. Suurin osa useimpien prokaryoottien perintöaineksesta on yhden ympyränmuotoisen DNA-molekyylin eli kromosomin muodossa.

Monissa prokaryooteissa on lisäksi pieniä ympyränmuotoisia DNA-molekyylejä, joita kutsutaan plasmideiksi. Nämä eroavat kromosomaalisesta DNA:sta, ja tietyissä ympäristöissä ne voivat tarjota tiettyjä etuja, kuten vastustuskykyä antibiooteille.

Eukaryoottisoluissa suurin osa DNA:sta sijaitsee solun ytimessä (joskin DNA:ta on jonkin verran myös muissa organelleissa, kuten mitokondrioissa ja kasvien kloroplastissa). Ydin-DNA on järjestäytynyt lineaarisiksi molekyyleiksi, joita kutsutaan kromosomeiksi.

Kromosomien koko ja lukumäärä vaihtelee huomattavasti lajien välillä. Esimerkiksi hedelmäkärpäsellä (Drosophila) on 4 kromosomia, kun taas konnalla (Xenopus laevis) on 18 kromosomia. Ihmisillä useimmissa soluissa on tyypillisesti 46 kromosomia eli 23 paria. Poikkeuksia ovat esimerkiksi kypsät punasolut, jotka eivät sisällä DNA:ta, sekä siittiö- ja munasolut, joissa on 23 paritonta kromosomia.

Kromosomit koostuvat yhdestä DNA-molekyylistä, joka on kietoutunut pienen, kelan kaltaisen proteiinin, histonin, ympärille. DNA:n kietoutuminen histonin ympärille on tärkeää, koska muuten useimmat DNA-molekyylit eivät mahtuisi solujen sisälle.

Ihmisillä esimerkiksi yhden solun DNA:n kokonaispituus olisi yli kuusi jalkaa (eli noin kaksi metriä) pitkä, jos DNA-molekyylit purettaisiin ja venytettäisiin päästä päähän. Mutta tuon DNA-määrän täytyy mahtua solun ytimeen, jonka halkaisija on vain viidestä kymmeneen μm. Tämä tarkoittaa, että koko DNA:n mahtuminen yhden ihmissolun ytimeen vastaa sitä, että tennispalloon pakattaisiin 24 mailia (noin 40 km) hyvin ohutta lankaa!

Mikä on DNA:n tehtävä solussa?

DNA:n keskeinen tehtävä solussa on varastoida geneettistä tietoa, jonka avulla organismi voi kehittyä, toimia ja lisääntyä. DNA:han koodattu tieto voi siirtyä sukupolvelta toiselle, ja se toimii biologisena ohjekirjana, joka tekee jokaisesta organismista ainutlaatuisen.

Jotta solu voi noudattaa DNA:n sisältämiä ohjeita, sen on ensin kopioitava geeni RNA:n muotoon, jota kutsutaan sanansaattaja-RNA:ksi (mRNA). Tätä prosessia kutsutaan transkriptioksi. Monissa tapauksissa DNA:n sisältämä tieto on käännettävä proteiiniksi, jotta ohjeet voidaan toteuttaa, sillä proteiinit hoitavat suurimman osan solujen työstä ja suorittavat monenlaisia kriittisiä toimintoja.