مقارنة وتباين تكرار الحمض النووي في بدائيات النوى وحقيقيات النوى

يحدث تكرار الحمض النووي - حمض الديوكسي ريبونوكلييك - قبل انقسام الخلية لضمان حصول كلتا الخليتين على نسخة دقيقة من المادة الوراثية للوالد. في حين أن هناك العديد من أوجه التشابه في كيفية تكرار الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة الحمض النووي الخاص بها ، إلا أن هناك العديد منها الفروق بينها ، نظرًا لاختلاف حجم الجزيئات وتعقيدها ، بما في ذلك الوقت المستغرق لإكمالها العملية.

الخلايا بدائية النواة بسيطة للغاية في الهيكل. ليس لديهم نواة ولا عضيات وكمية صغيرة من الحمض النووي على شكل كروموسوم دائري واحد. من ناحية أخرى ، تحتوي الخلايا حقيقية النواة على نواة وعضيات متعددة والمزيد من الحمض النووي مرتبة في كروموسومات خطية متعددة.

يبدأ تكرار الحمض النووي في مكان محدد على جزيء الحمض النووي يسمى أصل التكرار. في الأصل ، تقوم الإنزيمات بفك الحلزون المزدوج مما يجعل مكوناته متاحة للتكرار. ثم ينفصل كل خيط من اللولب عن الآخر ، مما يعرض القواعد غير المزاوجة الآن لتكون بمثابة قوالب لخيوط جديدة. يتم إضافة جزء صغير من الحمض النووي الريبي - الحمض النووي الريبي - كطبقة أولية ، ثم يمكن تجميع قواعد نيوكليوتيد جديدة تكمل القواعد غير المزدوجة لتشكيل خيطين ابنتين بجوار كل خيط رئيسي. يتم إجراء هذا التجميع باستخدام إنزيمات تسمى بوليميراز الحمض النووي. عند اكتمال العملية ، يتم تكوين جزيئين من الحمض النووي متطابقين مع بعضهما البعض والجزيء الأصلي.

خطوات تكرار الحمض النووي بشكل عام هي نفسها لجميع الكائنات بدائية النواة وحقيقية النواة. يتم تفكيك الحمض النووي بواسطة إنزيم يسمى DNA heliase. يتم تنظيم تصنيع خيوط DNA جديدة بواسطة إنزيمات تسمى polymerases.

يتبع كلا النوعين من الكائنات الحية أيضًا نمطًا يسمى النسخ شبه المحافظ. في هذا النمط ، يتم تصنيع خيوط الحمض النووي الفردية في اتجاهات مختلفة ، مما ينتج عنه خيط رائد ومتأخر. يتم إنشاء الخيوط المتأخرة عن طريق إنتاج أجزاء صغيرة من الحمض النووي تسمى شظايا Okazaki التي يتم ضمها معًا في النهاية. يبدأ كلا النوعين من الكائنات الحية أيضًا خيوطًا جديدة من الحمض النووي باستخدام مادة أولية صغيرة من الحمض النووي الريبي.

ترتبط الاختلافات بين تكاثر الحمض النووي بدائية النواة وحقيقية النواة إلى حد كبير بالتناقضات في حجم وتعقيد الحمض النووي وخلايا هذه الكائنات الحية. تحتوي الخلية حقيقية النواة المتوسطة على 25 مرة من الحمض النووي أكثر من الخلية بدائية النواة.

في الخلايا بدائية النواة ، هناك نقطة منشأ واحدة فقط ، يحدث التكاثر في اتجاهين متعارضين في نفس الوقت ، ويحدث في سيتوبلازم الخلية. من ناحية أخرى ، تحتوي الخلايا حقيقية النواة على نقاط منشأ متعددة ، وتستخدم تكرارًا أحادي الاتجاه داخل نواة الخلية. تمتلك الخلايا بدائية النواة نوعًا أو نوعين من البوليميرات ، بينما تحتوي حقيقيات النوى على أربعة أو أكثر.

يحدث النسخ المتماثل أيضًا بمعدل أسرع بكثير في الخلايا بدائية النواة منه في حقيقيات النوى. تستغرق بعض البكتيريا 40 دقيقة فقط ، بينما تستغرق الخلايا الحيوانية مثل البشر ما يصل إلى 400 ساعة. بالإضافة إلى ذلك ، تمتلك حقيقيات النوى أيضًا عملية مميزة لتكرار التيلوميرات في نهايات كروموسوماتها. مع صبغياتها الدائرية ، ليس لدى بدائيات النوى نهايات لتوليفها. أخيرًا ، يحدث التكاثر القصير في بدائيات النوى بشكل مستمر تقريبًا ، لكن الخلايا حقيقية النواة لا تخضع إلا لتكرار الحمض النووي خلال المرحلة S من دورة الخلية.