Replikering af DNA - deoxyribonukleinsyre - sker inden en celle deler sig for at sikre, at begge celler modtager en nøjagtig kopi af forældrenes genetiske materiale. Mens der er mange ligheder i, hvordan prokaryote og eukaryote celler replikerer deres DNA, er der flere forskelle mellem dem på grund af molekylernes forskellige størrelse og kompleksitet, inklusive den tid det tager at fuldføre processen.
Forskelle mellem eukaryote og prokaryote celler
Prokaryote celler er ret enkle i strukturen. De har ingen kerne, ingen organeller og en lille mængde DNA i form af et enkelt, cirkulært kromosom. Eukaryote celler har derimod en kerne, flere organeller og mere DNA arrangeret i flere, lineære kromosomer.
Trin i DNA-replikering
DNA-replikation begynder på et specifikt sted på DNA-molekylet kaldet replikationens oprindelse. Ved oprindelsen afvikler enzymer den dobbelte spiral, der gør dets komponenter tilgængelige til replikation. Hver streng i helixen adskiller sig derefter fra den anden og udsætter de nu uparrede baser for at tjene som skabeloner til nye tråde. Et lille segment af RNA - ribonukleinsyre - tilsættes som en primer, hvorefter nye nukleotidbaser, der supplerer de ikke-parrede baser, kan samles til at danne to datterstrenge ved siden af hver forælderstreng. Denne samling udføres med enzymer kaldet DNA-polymeraser. Når processen er afsluttet, er der dannet to DNA-molekyler, der er identiske med hinanden og modermolekylet.
Ligheder mellem prokaryot og eukaryot DNA-replikation
Trinene til DNA-replikation er generelt de samme for alle prokaryote og eukaryote organismer. Afvikling af DNA opnås ved hjælp af et enzym ved navn DNA-helicase. Fremstilling af nye DNA-tråde er orkestreret af enzymer kaldet polymeraser.
Begge typer organismer følger også et mønster kaldet semi-konservativ replikation. I dette mønster fremstilles de enkelte DNA-tråde i forskellige retninger og producerer en ledende og en forsinket streng. Slæbende tråde skabes ved produktion af små DNA-fragmenter kaldet Okazaki-fragmenter, der til sidst sammenføjes. Begge typer organismer begynder også nye DNA-tråde med en lille primer af RNA.
Forskelle mellem prokaryot og eukaryot DNA-replikation
Forskelle mellem prokaryot og eukaryot DNA-replikation er stort set relateret til kontraster i størrelse og kompleksitet af DNA og celler i disse organismer. Den gennemsnitlige eukaryote celle har 25 gange mere DNA end en prokaryot celle.
I prokaryote celler er der kun ét udgangspunkt, replikering sker i to modsatte retninger på samme tid og finder sted i cellecytoplasmaet. Eukaryote celler har derimod flere oprindelsespunkter og bruger ensrettet replikation inden i cellekernen. Prokaryote celler har en eller to typer polymeraser, hvorimod eukaryoter har fire eller flere.
Replikering sker også meget hurtigere i prokaryote celler end i eukaryoter. Nogle bakterier tager kun 40 minutter, mens dyreceller som mennesker kan tage op til 400 timer. Derudover har eukaryoter også en særskilt proces til replikering af telomerer i enderne af deres kromosomer. Med deres cirkulære kromosomer har prokaryoter ingen ender at syntetisere. Endelig forekommer den korte replikation i prokaryoter næsten kontinuerligt, men eukaryote celler gennemgår kun DNA-replikation under S-fasen af cellecyklussen.