La replicación del ADN (ácido desoxirribonucleico) ocurre antes de que una célula se divida para garantizar que ambas células reciban una copia exacta del material genético de los padres. Si bien existen muchas similitudes en la forma en que las células procariotas y eucariotas replican su ADN, existen varias distinciones entre ellos, debido al diferente tamaño y complejidad de las moléculas, incluido el tiempo que lleva completar el proceso.
Diferencias entre células eucariotas y procariotas
Las células procariotas tienen una estructura bastante simple. No tienen núcleo, ni orgánulos y una pequeña cantidad de ADN en forma de un solo cromosoma circular. Las células eucariotas, por otro lado, tienen un núcleo, múltiples orgánulos y más ADN dispuesto en múltiples cromosomas lineales.
Pasos en la replicación del ADN
La replicación del ADN comienza en un punto específico de la molécula de ADN llamado origen de replicación. En el origen, las enzimas desenrollan la doble hélice haciendo que sus componentes estén accesibles para la replicación. Cada hebra de la hélice se separa de la otra, exponiendo las bases ahora desaparecidas para que sirvan como plantillas para las nuevas hebras. Se agrega un pequeño segmento de ARN (ácido ribonucleico) como cebador, luego se pueden ensamblar nuevas bases de nucleótidos que complementan las bases no apareadas para formar dos hebras hijas junto a cada hebra parental. Este ensamblaje se logra con enzimas llamadas ADN polimerasas. Cuando se completa el proceso, se han formado dos moléculas de ADN idénticas entre sí y a la molécula madre.
Similitudes entre la replicación del ADN procariota y eucariota
Los pasos para la replicación del ADN son generalmente los mismos para todos los organismos procariotas y eucariotas. El desenrollado del ADN se logra mediante una enzima denominada ADN helicasa. La fabricación de nuevas hebras de ADN está orquestada por enzimas llamadas polimerasas.
Ambos tipos de organismos también siguen un patrón llamado replicación semiconservadora. En este patrón, las hebras individuales de ADN se fabrican en diferentes direcciones, produciendo una hebra delantera y una hebra retrasada. Las hebras rezagadas se crean mediante la producción de pequeños fragmentos de ADN llamados fragmentos de Okazaki que finalmente se unen. Ambos tipos de organismos también comienzan nuevas cadenas de ADN con un pequeño cebador de ARN.
Diferencias entre la replicación del ADN procariota y eucariota
Las diferencias entre la replicación del ADN procariótico y eucariótico están relacionadas en gran medida con los contrastes de tamaño y complejidad del ADN y las células de estos organismos. La célula eucariota promedio tiene 25 veces más ADN que una célula procariota.
En las células procariotas, solo hay un punto de origen, la replicación ocurre en dos direcciones opuestas al mismo tiempo y tiene lugar en el citoplasma celular. Las células eucariotas, por otro lado, tienen múltiples puntos de origen y utilizan la replicación unidireccional dentro del núcleo de la célula. Las células procariotas poseen uno o dos tipos de polimerasas, mientras que las eucariotas tienen cuatro o más.
La replicación también ocurre a un ritmo mucho más rápido en las células procariotas que en las eucariotas. Algunas bacterias tardan solo 40 minutos, mientras que las células animales, como las humanas, pueden tardar hasta 400 horas. Además, los eucariotas también tienen un proceso distinto para replicar los telómeros en los extremos de sus cromosomas. Con sus cromosomas circulares, los procariotas no tienen extremos que sintetizar. Por último, la replicación corta en procariotas ocurre casi de forma continua, pero las células eucariotas solo experimentan la replicación del ADN durante la fase S del ciclo celular.