Deoxyribonukleinsyre (DNA)
Biologiske strukturer
Naturligt forekommende DNA-molekyler kan være cirkulære eller lineære. Genomerne i encellede bakterier og arkæer (prokaryoter) samt genomerne i mitokondrier og kloroplaster (visse funktionelle strukturer i cellen) er cirkulære molekyler. Desuden har nogle bakterier og arkæer mindre cirkulære DNA-molekyler kaldet plasmider, der typisk kun indeholder nogle få gener. Mange plasmider kan let overføres fra en celle til en anden. For en typisk bakterie er genomet, der koder for alle organismens gener, et enkelt sammenhængende cirkulært molekyle, der indeholder en halv til fem millioner basepar. Genomerne hos de fleste eukaryoter og nogle prokaryoter indeholder lineære DNA-molekyler kaldet kromosomer. Menneskets DNA består f.eks. af 23 par lineære kromosomer, der indeholder tre milliarder basepar.
I alle celler findes DNA ikke frit i opløsning, men snarere som et proteinbelagt kompleks kaldet kromatin. I prokaryoter er den løse belægning af proteiner på DNA’et med til at afskærme den negative ladning af fosfodiesterryggen. Kromatin indeholder også proteiner, der styrer genekspressionen og bestemmer kromosomernes karakteristiske form. Hos eukaryoter vikler en sektion af DNA, der er mellem 140 og 200 basepar lang, sig om et diskret sæt af otte positivt ladede proteiner kaldet histon, som danner en kugleformet struktur kaldet nukleosom. Yderligere histoner er viklet om på hinanden følgende DNA-afsnit, så de danner en række nukleosomer som perler på en snor. Transkription og replikation af DNA er mere kompliceret hos eukaryoter, fordi nukleosomkomplekserne skal være mindst delvist adskilt, for at processerne kan forløbe effektivt.
Encyclopædia Britannica, Inc.
De fleste prokaryote vira indeholder lineære genomer, der typisk er meget kortere og kun indeholder de gener, der er nødvendige for viral formering. Bakterievirus kaldet bakteriofager (eller phager) kan indeholde både lineære og cirkulære former for DNA. F.eks. indeholder genomet af bakteriofagen λ (lambda), som inficerer bakterien Escherichia coli, 48 502 basepar og kan eksistere som et lineært molekyle pakket i en proteinkappe. DNA’et fra fage λ kan også eksistere i cirkulær form (som beskrevet i afsnittet Stedsspecifik rekombination), som er i stand til at integrere sig i værtsbakteriecellens cirkulære genom. Både cirkulære og lineære genomer findes blandt eukaryote vira, men de anvender oftest RNA som genetisk materiale.