Desoxyribonukleinsyra (DNA)
Biologiska strukturer
Naturligt förekommande DNA-molekyler kan vara cirkulära eller linjära. Genomet hos encelliga bakterier och arkéer (prokaryoter) samt genomet hos mitokondrier och kloroplaster (vissa funktionella strukturer inom cellen) är cirkulära molekyler. Dessutom har vissa bakterier och arkéer mindre cirkulära DNA-molekyler som kallas plasmider och som vanligtvis bara innehåller ett fåtal gener. Många plasmider överförs lätt från en cell till en annan. För en typisk bakterie är genomet, som kodar för organismens alla gener, en enda sammanhängande cirkulär molekyl som innehåller en halv till fem miljoner baspar. Genomet hos de flesta eukaryoter och vissa prokaryoter innehåller linjära DNA-molekyler som kallas kromosomer. Människans DNA består till exempel av 23 par linjära kromosomer som innehåller tre miljarder baspar.
I alla celler existerar DNA inte fritt i lösning utan snarare som ett proteinbelagt komplex som kallas kromatin. I prokaryoter hjälper det lösa höljet av proteiner på DNA till att skydda den negativa laddningen i fosfodiesterryggen. Kromatin innehåller också proteiner som styr genuttrycket och bestämmer kromosomernas karakteristiska former. Hos eukaryoter slingrar sig en sektion av DNA som är mellan 140 och 200 baspar lång runt en diskret uppsättning av åtta positivt laddade proteiner som kallas histon och bildar en sfärisk struktur som kallas nukleosom. Ytterligare histoner lindas om på varandra följande DNA-avsnitt och bildar en serie nukleosomer som pärlor på ett snöre. Transkription och replikation av DNA är mer komplicerat i eukaryoter eftersom nukleosomkomplexen måste vara åtminstone delvis demonterade för att processerna ska kunna fortskrida effektivt.
Encyclopædia Britannica, Inc.
De flesta prokaryota virus innehåller linjära genomer som vanligtvis är mycket kortare och endast innehåller de gener som är nödvändiga för virusets fortplantning. Bakterievirus som kallas bakteriofager (eller fager) kan innehålla både linjära och cirkulära former av DNA. Till exempel innehåller genomet hos bakteriofag λ (lambda), som infekterar bakterien Escherichia coli, 48 502 baspar och kan existera som en linjär molekyl förpackad i en proteinhölje. DNA:t från fage λ kan också finnas i cirkulär form (enligt beskrivningen i avsnittet Platsspecifik rekombination) som kan integreras i den cirkulära arvsmassan i värdbakteriecellen. Både cirkulära och linjära genomer finns bland eukaryota virus, men de använder oftare RNA som genetiskt material.