Репликацията на ДНК - дезоксирибонуклеинова киселина - се случва преди клетката да се раздели, за да се гарантира, че и двете клетки получават точно копие на генетичния материал на родителя. Въпреки че има много прилики в това как прокариотните и еукариотните клетки репликират своята ДНК, има няколко разграничения между тях, поради различния размер и сложност на молекулите, включително времето, необходимо за завършване процеса.
Разлики между еукариотни и прокариотни клетки
Прокариотните клетки са доста прости по структура. Те нямат ядро, органели и малко количество ДНК под формата на една кръгла хромозома. Еукариотните клетки, от друга страна, имат ядро, множество органели и повече ДНК, подредени в множество линейни хромозоми.
Стъпки в репликацията на ДНК
Репликацията на ДНК започва в определено място на молекулата на ДНК, наречено произход на репликацията. В началото ензимите развиват двойната спирала, което прави компонентите му достъпни за репликация. След това всяка нишка от спиралата се отделя от другата, излагайки вече несдвоените основи, които да служат като шаблони за нови нишки. Малък сегмент от РНК - рибонуклеинова киселина - се добавя като праймер, след което нови нуклеотидни бази, които допълват несдвоените основи, могат да бъдат събрани, за да образуват две дъщерни вериги до всяка родителска верига. Това сглобяване се осъществява с ензими, наречени ДНК полимерази. Когато процесът завърши, са образувани две молекули ДНК, идентични една на друга и на родителската молекула.
Прилики между репликация на прокариотна и еукариотна ДНК
Етапите за репликация на ДНК обикновено са еднакви за всички прокариотни и еукариотни организми. Развиването на ДНК се осъществява чрез ензим, наречен ДНК хеликаза. Производството на нови вериги на ДНК се организира от ензими, наречени полимерази.
И двата вида организми също следват модел, наречен полуконсервативна репликация. По този модел отделните вериги на ДНК се произвеждат в различни посоки, като се получава водеща и изоставаща верига. Изоставащите нишки се създават чрез производството на малки ДНК фрагменти, наречени фрагменти на Okazaki, които в крайна сметка се обединяват. И двата типа организми започват нови ДНК вериги с малък праймер РНК.
Разлики между репликацията на прокариотна и еукариотна ДНК
Разликите между репликацията на прокариотна и еукариотна ДНК са до голяма степен свързани с контрастите в размера и сложността на ДНК и клетките на тези организми. Средната еукариотна клетка има 25 пъти повече ДНК от прокариотната клетка.
В прокариотните клетки има само една точка на произход, репликацията се извършва в две противоположни посоки едновременно и се извършва в клетъчната цитоплазма. Еукариотните клетки, от друга страна, имат множество точки на произход и използват еднопосочна репликация в ядрото на клетката. Прокариотните клетки притежават един или два вида полимерази, докато еукариотите имат четири или повече.
Репликацията също се случва с много по-бърза скорост в прокариотните клетки, отколкото в еукариотите. Някои бактерии отнемат само 40 минути, докато на животински клетки като хора може да отнеме до 400 часа. В допълнение, еукариотите също имат отделен процес за репликация на теломерите в краищата на своите хромозоми. С кръговите си хромозоми прокариотите нямат краища за синтезиране. И накрая, късата репликация в прокариотите се случва почти непрекъснато, но еукариотните клетки се подлагат на репликация на ДНК само по време на S-фазата на клетъчния цикъл.