K replikaci DNA - deoxyribonukleové kyseliny - dochází dříve, než se buňka rozdělí, aby bylo zajištěno, že obě buňky obdrží přesnou kopii genetického materiálu rodiče. I když existuje mnoho podobností v tom, jak prokaryotické a eukaryotické buňky replikují svou DNA, existuje několik rozdíly mezi nimi kvůli rozdílné velikosti a složitosti molekul, včetně času potřebného k dokončení proces.
Rozdíly mezi eukaryotickými a prokaryotickými buňkami
Prokaryotické buňky mají poměrně jednoduchou strukturu. Nemají žádné jádro, žádné organely a malé množství DNA ve formě jediného kruhového chromozomu. Eukaryotické buňky na druhé straně mají jádro, více organel a více DNA uspořádaných do několika lineárních chromozomů.
Kroky v replikaci DNA
Replikace DNA začíná na konkrétním místě na molekule DNA, které se říká počátek replikace. Na počátku enzymy odvíjejí dvojitou šroubovici a zpřístupňují její komponenty pro replikaci. Každé vlákno šroubovice se poté odděluje od druhého a vystavuje nyní nespárované základny, které slouží jako šablony pro nové prameny. Malý segment RNA - ribonukleová kyselina - je přidán jako primer, poté mohou být sestaveny nové nukleotidové báze, které doplňují nepárové báze, za vzniku dvou dceřiných řetězců vedle každého mateřského řetězce. Této sestavy je dosaženo pomocí enzymů nazývaných DNA polymerázy. Když je proces dokončen, byly vytvořeny dvě molekuly DNA identické navzájem a s mateřskou molekulou.
Podobnosti mezi prokaryotickou a eukaryotickou replikací DNA
Kroky replikace DNA jsou obecně stejné pro všechny prokaryotické a eukaryotické organismy. Odvíjení DNA se provádí pomocí enzymu s názvem DNA helikáza. Výroba nových řetězců DNA je řízena enzymy nazývanými polymerázy.
Oba typy organismů se rovněž řídí vzorem nazývaným semikonzervativní replikace. V tomto vzoru se jednotlivé řetězce DNA vyrábějí v různých směrech a vytvářejí vedoucí a zaostávající řetězec. Zpožděná vlákna jsou vytvářena produkcí malých fragmentů DNA nazývaných fragmenty Okazaki, které jsou nakonec spojeny dohromady. Oba typy organismů také začínají nové řetězce DNA s malým primerem RNA.
Rozdíly mezi prokaryotickou a eukaryotickou replikací DNA
Rozdíly mezi prokaryotickou a eukaryotickou replikací DNA do značné míry souvisí s kontrasty ve velikosti a složitosti DNA a buněk těchto organismů. Průměrná eukaryotická buňka má 25krát více DNA než prokaryotická buňka.
V prokaryotických buňkách existuje pouze jeden výchozí bod, replikace probíhá ve dvou protilehlých směrech současně a probíhá v buněčné cytoplazmě. Eukaryotické buňky na druhé straně mají více počátečních bodů a používají jednosměrnou replikaci v jádře buňky. Prokaryotické buňky obsahují jeden nebo dva typy polymeráz, zatímco eukaryoty mají čtyři nebo více.
Replikace se také děje mnohem rychleji v prokaryotických buňkách než v eukaryotech. Některé bakterie trvají jen 40 minut, zatímco živočišné buňky, jako jsou lidé, mohou trvat až 400 hodin. Kromě toho mají eukaryota také odlišný proces replikace telomer na koncích svých chromozomů. Díky svým kruhovým chromozomům nemají prokaryoty syntetizovatelné konce. Nakonec ke krátké replikaci u prokaryot dochází téměř nepřetržitě, ale eukaryotické buňky replikují DNA pouze během S-fáze buněčného cyklu.