Replikacja DNA prokariotycznego i eukariotycznego
Zgodnie z modelem Watsona i Cricka sugerowanym dla DNA, jedna nić DNA jest uzupełnieniem drugiej nici; stąd każda nić działa jako matryca do tworzenia nowej nici DNA. Proces ten jest znany jako replikacja DNA. Replikacja DNA zasadniczo obejmuje rozwijanie macierzystych nici i parowanie zasad między dwiema nowymi nićmi, tak że każda nowa cząsteczka DNA zawiera jedną nową i jedną starą nić, która należy do macierzystej cząsteczki DNA. Replikacja DNA jest bardzo złożonym procesem i obejmuje wiele funkcji komórkowych oraz pewne procedury weryfikacyjne. Polimeraza DNA jest głównym enzymem zaangażowanym w replikację DNA. Podstawowe dwa typy replikacji to replikacja konserwatywna i replikacja semikonserwatywna. DNA prokariotyczne i DNA eukariotyczne różnią się znacznie; podobnie jak ich procesy replikacji.
Replikacja prokariotycznego DNA
W przeciwieństwie do eukariontów, u prokariontów istnieje jeden kolisty DNA. Replikacja w chromosomie prokariotycznym rozpoczyna się w miejscu początku replikacji. Na początku replikacji enzym rozrywa wiązania wodorowe między dwiema macierzystymi nićmi DNA na początku replikacji, tworząc widełki replikacyjne. Po utworzeniu widełek replikacyjnych nici podwójnej helisy zaczynają się rozwijać i oddzielać od siebie. Podczas rozwijania polimeraza DNA rozpoczyna syntezę nowej nici DNA poprzez dodanie nukleotydów. W miarę postępu replikacji widełki replikacyjne przemieszczają się w przeciwnym kierunku. Po zakończeniu replikacji każdy nowy dwuniciowy DNA zawiera jedno stare DNA i jedno nowe DNA. Po utworzeniu dwóch cząsteczek DNA komórka jest gotowa do rozszczepienia binarnego.
Replikacja eukariotycznego DNA
W przeciwieństwie do prokariontów, eukarionty mają dużą ilość DNA. Dlatego replikacja DNA u eukariontów jest dość złożona i obejmuje wiele procesów biologicznych. Ponieważ ilość DNA jest duża, istnieje niewiele punktów początkowych replikacji, które tworzą bąbelki. W tych obszarach enzymy rozrywają nici i zaczynają transkrybować w przeciwnych kierunkach w każdym miejscu cząsteczki DNA. Tutaj polimeraza DNA syntetyzuje dwie nowe nici DNA. W miarę postępu replikacji do rosnącej cząsteczki DNA dodawane są nowe nukleotydy. Proces replikacji kończy się, gdy widełki replikacji spotykają się ze sobą. Po zakończeniu procesu replikacji komórka jest gotowa do mitozy.
Jaka jest różnica między replikacją DNA prokariotycznego i eukariotycznego?
• Czas replikacji DNA u eukariontów jest dłuższy niż u prokariontów.
• U eukariontów wiele miejsc replikacji jest obecnych w pojedynczej cząsteczce DNA, podczas gdy u prokariontów pojedyncze miejsce replikacji jest obecne w okrągłej cząsteczce DNA.
• U prokariontów replikacja DNA obejmuje trzy enzymy polimerazy; mianowicie polimeraza DNA I, polimeraza DNA II i polimeraza DNA III. W przeciwieństwie do tego, replikacja DNA eukariontów obejmuje cztery typy enzymów polimerazy; mianowicie α, β, γ i δ.
• Różnorodność funkcjonalna polimerazy DNA jest specyficzna u eukariontów, natomiast u prokariontów jest zróżnicowana.
• U eukariontów β-polimeraza działa jako enzym naprawczy, podczas gdy u prokariontów nie ma takiej funkcji naprawczej.
• U prokariontów powstaje niewiele widełek replikacyjnych, podczas gdy u eukariontów powstaje wiele widełek replikacyjnych.
• U prokariontów obserwuje się strukturę theta, podczas gdy u eukariontów jej nie obserwuje się.
• U eukariontów zaangażowanych jest wiele białek pomocniczych o różnych funkcjach, podczas gdy u prokariontów zaangażowanych jest niewiele białek pomocniczych o ograniczonych funkcjach.
• Separacja i rozwijanie histonów ma miejsce u eukariontów, podczas gdy tylko rozwijanie ma miejsce u prokariontów.
• Wiele bąbelków replikacyjnych obecnych w organizmach eukariotycznych, podczas gdy u prokariontów nie ma lub niewiele bąbelków replikacyjnych.
• U prokariontów RNA działa jako starter, podczas gdy u eukariontów jako starter działa albo RNA, albo DNA.
• Replikacja DNA u eukariontów ma miejsce podczas cyklu komórkowego, w przeciwieństwie do prokariontów.
Czytaj więcej:
1. Różnica między syntezą białek a replikacją DNA
2. Różnica między replikacją DNA a transkrypcją
3. Różnica między opóźnioną a wiodącą nitką
4. Różnica między tłumaczeniem prokariotycznym i eukariotycznym
5. Różnica między rybosomami prokariotycznymi i eukariotycznymi
6. Różnica między transkrypcją prokariotyczną a eukariotyczną
7. Różnica między syntezą białek u prokariotów i eukariotów
