Plastid-DNA (cpDNA)
Plastid-DNA är det arvsmassa som finns i växters plastider, framför allt i kloroplasterna. Det utgör en egen liten ringformad DNA-molekyl som ärvs separat från cellkärnans kromosomer.
Plastider är små organeller inuti växt- och algceller. Den mest kända typen är kloroplasten, där fotosyntesen sker. Varje plastid bär på sitt eget genetiska material, kallat plastid-DNA eller kort cpDNA efter det engelska chloroplast DNA. Detta DNA är skilt från det som finns i cellkärnan och liknar i sin uppbyggnad bakteriers arvsmassa, vilket stödjer teorin om att plastider en gång uppstod ur fritt levande bakterier som togs upp av tidiga celler.
Plastid-DNA består av en cirkulär molekyl, oftast mellan 120 000 och 160 000 baspar lång, och innehåller runt hundra till hundrafemtio gener. Dessa gener kodar bland annat för proteiner och RNA som behövs för fotosyntesen och för plastidens egen proteintillverkning. En enskild kloroplast kan innehålla flera kopior av detta DNA, och eftersom en cell rymmer många kloroplaster finns det totalt ett mycket stort antal kopior i varje växtcell.
En viktig egenskap är att plastid-DNA hos de flesta växter ärvs maternellt, det vill säga enbart via moderplantan genom äggcellen. Pollen bidrar i regel inte med plastider till avkomman. Det betyder att cpDNA inte blandas om vid befruktning på samma sätt som kärnans DNA, utan förs vidare nästan oförändrat från generation till generation. Detta gör molekylen till ett kraftfullt verktyg när forskare vill spåra släktskap och ursprungslinjer hos växter.
Ett konkret exempel: när botaniker vill ta reda på hur olika populationer av en trädart är besläktade kan de jämföra små variationer i plastid-DNA. Eftersom det ärvs via fröna avslöjar mönstren hur arten har spridit sig geografiskt efter den senaste istiden. På så sätt kan man kartlägga vandringsvägar och refugier, alltså platser där arten överlevde under kallare perioder.
Plastid-DNA används också i så kallad DNA-streckkodning för att identifiera växtarter, samt i forskning om evolution och förädling. För släktforskning hos människor saknar cpDNA betydelse, men det är en intressant parallell till människans mitokondrie-DNA, som på liknande sätt ärvs på mödernet och används för att studera släktlinjer. Båda är exempel på arvsmassa utanför cellkärnan med egna nedärvningsregler.