Mají prokaryota DNA v cytoplazmě: Podrobné poznatky a fakta

Jako většina živých organismů mají prokaryota ve své cytoplazmě DNA.

Prokaryota nebo bakterie jsou tak pojmenovány, protože nemají správné jádro. Místo toho mají jeden chromozom vinutý kruhovým způsobem zvaným nukleoid. Z nukleoidu byly také nalezeny některé kruhové fragmenty DNA.

Pokud jde o otázku, zda mají prokaryota DNA v cytoplazmě, ano, mají ji v nukleoidu stejně jako v plazmidech. Plazmidy jsou další fragmenty DNA, které v sobě nemají uloženou žádnou genetickou informaci.

Plazmidy mají poněkud odlišné funkce, zejména v případě vývoje specifických geny pro přežití. Velký význam mají zejména u parazitických popř patogenní bakterie. Plazmidy mají také velký biologický význam a vedly k vytvoření rekombinantních biotechnologických technik.

Co se nachází v cytoplazmě prokaryot?

Bakteriální cytoplazma je gelová matrice bez membránově vázaných organel.

Na rozdíl od eukaryot, prokaryotické buňky neobsahují to, čemu se říká jádro nebo různé organely vázané na membránu. Obsahují základy, které jsou nutné pro přežití živého organismu.

  Cytoplazma se skládá hlavně z vody (80 %), živin, enzymů, odpadů, anorganických iontů a některých buněčných struktur, jako jsou ribozomy a DNA, ribozomy jsou nutné pro bílkoviny syntéza. Genetická forma kruhové dvouvláknové DNA existující jako jeden chromozom se nachází v nukleoidu. Toto na rozdíl od jádra nemá žádnou membránu pokrývající to.

 Více kruhových fragmentů DNA lze nalézt v cytoplazmě ve formě plastidů. Protože bakteriální buňka nemá žádnou kosterní strukturu, všechny složky buňky jsou rozptýleny po cytoplazmě. Jedinou výjimkou je nukleoid, který zůstává v centrální části buňky.

do-prokaryota-mají-dna-v-cytoplazmě
Svinutí DNA u prokaryot vs. u eukaryot
Obrázek: Wikipedia

Proč se DNA nachází v cytoplazmě prokaryot?

Prokaryota nemají určené jádro uchovávat genetický materiál, aby se místo toho nacházel v cytoplazmě.

Prokaryota nebo bakterie jsou považovány za primitivní organismy. Nemají to, čemu se říká skutečný „karyon“ nebo „jádro“. Genetický materiál se tedy v cytoplazmě vyskytuje pouze náhodně.

 Místo jádra mají bakterie to, čemu se říká nukleoid. Není to nic jiného než holá dvouvláknová DNA vázaná NPA pevně sedící v centrální části buňky. DNA je tedy technicky umístěna v cytoplazmě.

Prokaryotní buňka.svg 1
Struktura typické bakterie
Obrázek: Wikipedia

Bez membránově vázané struktury se genetický materiál snadno pohybuje rosolovitou cytoplazmou.

Je prokaryotická DNA rozptýlena v celé cytoplazmě?

Plazmidová DNA v bakteriálních buňkách je rozptýlena po celé buňce cytoplazma.

Technicky je rozptýlena pouze plazmidová DNA bakteriální. Chromozomální DNA žije v centrální části jako nukleoid.

 Protože bakteriální buňky nemají jadernou membránu, která by obsahovala genetický materiál, je pouze uložen v centrální části buněčné cytoplazmy. Jediný chromozom je vyroben z jedné dvouvláknové kruhové DNA, díky čemuž je tvar stabilnější.

Ale bakteriální buňky mají také několik dalších kruhových fragmentů DNA rozptýlených po cytoplazmě. Neobsahují žádný genetický materiál. Spíše syntetizují specifické geny, které mohou být prokaryoty použity v nepříznivých podmínkách.

Mají prokaryotické buňky v cytoplazmě volnou DNA?

Plazmidy lze považovat za volně plovoucí DNA v prokaryotické cytoplazmě.

Nukleoid nebo struktura podobná jádru je také volně plovoucí v přírodě. Ale jsou to hlavně plazmidy, které jsou volnými kruhovými fragmenty DNA, které jsou považovány za volně plovoucí v cytoplazmě.

Protože prokaryota nemají žádné organismy pokryté membránou, veškerá DNA je ve skutečnosti přítomna v cytoplazmě bez jakýchkoli bariér. V cytoplazmě nedochází k žádné separaci prostorů nebo oblastí.

800px PBR322.svg 1
Schématická struktura pBR322
Obrázek: Wikipedia

   Nukleoid se nazývá pseudo jádro, protože kolem něj není žádná jaderná membrána. DNA je stočena a stabilizována proteiny nukleosomového shromáždění nebo NAP. NAP jsou jediným důvodem, proč se nukleoidní DNA nerozvine a nevznáší v cytoplazmě.

Jaká je funkce cytoplazmy?

Cytoplazma nebo protoplazma bakteriálních buněk je hlavně matrice, která drží všechny složky pohromadě.

Vyrobeno z 80% vody a také plynů, organických a anorganických složek je to, co dává buňce tvar a objem.

Bakteriální cytoplazma je ve složení matrice téměř stejná jako u eukaryot. Hlavním rozdílem je absence jakýchkoliv membránově vázaných organel kromě ribozomy, které jsou nezbytné pro bílkoviny syntéza.

Od bakterie postrádají většinu organel, většinu jejich funkcí může plnit bakteriální cytoplazma.

Funkce cytoplazmy:

  • Obsahuje všechny materiály včetně DNA a ribozomu.
  • Uchovává plyny, částice potravin a částice odpadu.
  • Umožňuje výměnu plynů.
  • Také skladují přebytečné materiály potřebné pro cytokineze nebo buňky divize.

Plazmidová DNA a její použití:

  • Plazmidová DNA jsou malé kruhové fragmenty DNA nalezené v bakteriálních buňkách
  • Jsou oddělené od genetické DNA a žádnou takovou funkci nemají.
  • Plazmidová DNA může nezávisle syntetizovat různé geny, které mohou bakterie využít v nepříznivých podmínkách.
  • Patří mezi ně syntéza genů odolných vůči antibiotikům nebo suchu a teplotám. Schopnost bakterií, které dokážou přežít v těch nejneobyvatelnějších podmínkách na planetě, ovlivňuje jejich úspěch ve prospěch plasmidů.
  • Tyto plazmidy mají také velký vědecký význam. Vědci používají tyto plazmidy k extrakci a klinování pro lékařské, komerční nebo zemědělské účely.
  • Geny odolné vůči antibiotikům se používají k testování novějších řad antibiotik před uvedením na trh.
  • Tyto geny mohou být také použity v zemědělských oblastech. Pomocí rekombinantní biotechnologie vědci představili plodiny odolné vůči škůdcům a suchu.

  Jedním z nejčastěji slyšených příkladů je Bt brinjal, geneticky upravená odrůda brinjalu nebo lilku nebo lilku. Byly vyrobeny odebráním specifické bílkoviny z bakterie tzv bacil duryneze a vložení odpovědného genu do plazmidu. Poté po klonování plazmidu přidali plazmid do rostlinná buňka.

Protein syntetizovaný tímto genem-Cryl Ac je jedovatý pouze pro škůdce, kteří si pochutnávají na rostlinách brinjal a je považován za neškodný pro lidi. Tato technika zachránila zemědělce před ztrátou způsobenou zamořením škůdci a také pesticidy.

FAQ: Proč je bakteriální DNA jedinečná?

Přítomnost extrachromozomální DNA je vlastnost unikátní pro bakterie nebo prokaryota.

Kromě chromozomální DNA je bakteriální cytoplazma rozptýlena také nechromozomální DNA nebo plazmidovou DNA. Tyto plazmidy jsou zodpovědné za produkci velmi specifických genů, které jsou podmíněně používány.

Plazmidová DNA v sobě neobsahuje žádnou genetickou informaci.

Také čtení: