DNA är det genetiska material som finns i alla levande celler. Det innehåller den kod som krävs för proteinproduktion, vilket i sin tur ligger till grund för utvecklingen av en komplex levande organism. Varje cell har utvecklat barriärer för att hysa och skydda sitt DNA, dels för att förhindra förlust, dels för att undvika oavsiktliga förändringar. Forskare har därför utvecklat metoder för att ta sig igenom dessa skyddsbarriärer i syfte att extrahera renat DNA för vidare forskning. Även om de flesta celler och icke-levande viruspartiklar har utvecklat liknande barriärer för att skydda sitt genetiska innehåll, finns det grundläggande skillnader mellan dem.
Virus är icke-levande enheter som måste infektera värdceller för att kunna reproducera sig. Det genetiska innehållet, DNA eller RNA, sprutas in i värdcellen och integreras i värdens reproduktionsmekanism. Proteiner omger virusets arvsmassa och bildar ett skyddande hölje som kallas kapsid, vilket samtidigt ger viruset dess form. När viruset lämnar värdcellen kan det dessutom bära med sig en bit av värdcellens membran och på så sätt bilda ett andra skyddande lager runt sig.
Bakterier är encelliga organismer som tillhör gruppen prokaryoter, eftersom de saknar en intern barriär för DNA i form av en cellkärna. Arvsmassan utgörs istället av en cirkulär DNA-molekyl som skyddas inom cellens geléliknande cytoplasma. Ett membran bestående av polysackarider eller proteiner bildar en skyddande barriär runt DNA:t och övriga interna komponenter. Bakterier har dessutom en andra barriär som skyddar arvsmassan – en cellvägg uppbyggd av peptidoglykan, en molekyl sammansatt av polysackarider och proteiner. Cellväggen bidrar också till att bibehålla cellens form.
Eukaryota organismer har två separata barriärer som rymmer och skyddar DNA. Den första barriären är cellmembranet, ett dubbelskiktat membran bestående av sammanbundna lipider. Den yttre ytan benämns hydrofil eftersom den är vattenlöslig, medan de inre lagren består av hydrofoba kolvätesvansar. Inuti cellen finns en andra barriär som kallas cellkärnan – en avgränsad avdelning som innehåller DNA:t. Kärnan liknar cellmembranet och består liksom detta av ett dubbelskikt av lipidmolekyler. Till eukaryoterna räknas alla djur, växter och protozoer. Växtceller har dessutom en extra barriär i form av en cellvägg – ett stelt lager av cellulosa som omger membranet.
Eukaryota celler innehåller ytterligare skyddsbarriärer för arvsmassan. DNA-molekyler är långa trådar som knappt syns i mikroskop. Dessa trådar lindas runt en specifik grupp proteiner som kallas histoner. Kombinationen av DNA och histoner kan beskrivas som ett pärlband, en struktur som kallas nukleosom. Bildandet av nukleosomer utgör en barriär som hjälper till att skydda DNA från främmande DNA, virus och slumpmässiga fel. Bindningen mellan DNA och histoner är stark, vilket innebär att energi krävs för att flytta histonerna innan DNA kan replikeras inför celldelning eller användas för att transkribera proteiner.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online