A baktériumok egyetlen sejtjétől az emberben található trillió sejtekig minden élőlényt sejtek alkotnak, amelyeket gyakran az “élet építőköveinek” neveznek. Mindegyik sejt egy különálló struktúra, amelyet sejtmembrán vesz körül, és amelyet a citoplazmának nevezett sűrű oldat tölt ki. Az emberi sejtekben a legtöbb DNS a sejten belül egy sejtmagnak nevezett rekeszben található. Ezt nevezzük nukleáris DNS-nek.

A nukleáris DNS mellett az emberben és más összetett szervezetekben a DNS kis része a mitokondriumokban is megtalálható. Ezt a DNS-t mitokondriális DNS-nek (mtDNS) nevezzük. A legtöbb növény kloroplasztiszában található egy DNS-készlet, amelyet kloroplasztisz-DNS-nek (cpDNS) nevezünk. A teljes DNS-készletet genomnak nevezzük.

Hol található a DNS az eukarióta sejtben?

A sejtek nagyjából két különböző típusba sorolhatók: a prokariótákban található sejtek (prokarióta sejtek) és az eukariótákban található sejtek (eukarióta sejtek). A prokarióták általában egysejtűek, és nem rendelkeznek membránhoz kötött sejtmaggal és más membránnal körülvett struktúrákkal, az úgynevezett organellumokkal. Két különböző csoportot foglalnak magukban: a baktériumokat és az archaea-kat.

Az eukarióták lehetnek egysejtűek vagy többsejtűek. A prokarióta sejtekkel ellentétben az eukarióta sejteknek van sejtmagjuk és egyéb organelláik. Az eukarióták az élőlények széles skáláját foglalják magukban, a gombáktól a növényeken át az állatokig.

A prokarióta sejtekben a DNS többnyire a sejt központi részén, a nukleoidban található, amelyet nem zár be magmembrán. A legtöbb prokariótában a genetikai anyag nagy része egyetlen körkörös DNS-molekula, azaz kromoszóma formájában van jelen.

Mellett sok prokarióta tartalmaz kis körkörös DNS-molekulákat, úgynevezett plazmidokat is. Ezek különböznek a kromoszómális DNS-üktől, és bizonyos környezetben bizonyos előnyöket biztosíthatnak, például az antibiotikumokkal szembeni ellenálló képességet.

Az eukarióta sejtekben a legtöbb DNS a sejtmagban található (bár némi DNS más organellumokban is található, például a növényekben a mitokondriumokban és a kloroplasztiszban). A nukleáris DNS kromoszómáknak nevezett lineáris molekulákba szerveződik.

A kromoszómák mérete és száma fajonként jelentősen eltér. A gyümölcslégynek (Drosophila) például 4 kromoszómája van, míg a varangynak (Xenopus laevis) 18 kromoszómája. Az emberben a legtöbb sejt jellemzően 46 kromoszómával, azaz 23 párral rendelkezik. Kivételt képeznek ez alól az érett vörösvértestek, amelyek nem tartalmaznak DNS-t, valamint a spermiumok és petesejtek, amelyek 23 párosítatlan kromoszómával rendelkeznek.

A kromoszómák egyetlen DNS-molekulából állnak, amely egy kis, orsószerű fehérje, a hiszton köré van tekerve. A DNS hiszton köré tekeredése azért fontos, mert különben a legtöbb DNS-molekula nem férne el a sejtek belsejében.

Az emberben például a DNS teljes hossza egy sejtben, ha a DNS-molekulákat végtől végig kitekernénk és kinyújtanánk, több mint két méter hosszú lenne (vagy körülbelül két méter). De ennyi DNS-nek el kell férnie a sejtmagban, amelynek átmérője mindössze öt-tíz μm. Ez azt jelenti, hogy az összes DNS elfér egy emberi sejtmagban, ami egyenértékű azzal, mintha 24 mérföld (kb. 40 km) nagyon vékony fonalat pakolnánk egy teniszlabdába!

Mi a DNS funkciója a sejtben?

A DNS legfontosabb funkciója a sejtben a genetikai információ tárolása, amely lehetővé teszi a szervezet fejlődését, működését és szaporodását. A DNS-ben kódolt információ nemzedékről nemzedékre továbbadható, és biológiai használati utasításként működik, amely minden szervezetet egyedivé tesz.

A DNS-ben található utasítások követéséhez a sejtnek először egy gént kell átmásolnia az RNS egy formájába, az úgynevezett hírvivő RNS-be (mRNS). Ezt a folyamatot nevezzük átírásnak. Sok esetben a DNS-ben található információt fehérjévé kell lefordítani ahhoz, hogy az utasításokat végre lehessen hajtani, mivel a sejtekben a legtöbb munkát a fehérjék végzik, amelyek számos kritikus funkciót látnak el.