Replikacija DNA - deoksiribonukleinske kiseline - događa se prije nego što se stanica podijeli kako bi se osiguralo da obje stanice dobiju točnu kopiju genetskog materijala roditelja. Iako postoji mnogo sličnosti u tome kako prokariotske i eukariotske stanice repliciraju svoju DNA, postoji nekoliko razlike između njih, zbog različite veličine i složenosti molekula, uključujući vrijeme potrebno za dovršetak postupak.
Razlike između eukariotskih i prokariontskih stanica
Prokariotske stanice prilično su jednostavne građe. Nemaju jezgru, organele i malu količinu DNA u obliku jednog kružnog kromosoma. S druge strane, eukariotske stanice imaju jezgru, više organela i više DNA raspoređenih u više linearnih kromosoma.
Koraci u replikaciji DNA
Replikacija DNA započinje na određenom mjestu na molekuli DNA koje se naziva ishodište replikacije. U početku enzimi odmotavaju dvostruku zavojnicu čineći njegove komponente dostupnima za replikaciju. Svaki se pramen zavojnice zatim odvaja od drugog, izlažući sada nesparene baze kako bi poslužili kao predlošci za nove niti. Kao temeljni premaz dodaje se mali segment RNA - ribonukleinska kiselina, a zatim se nove nukleotidne baze koje nadopunjuju nesparene baze mogu sastaviti tako da tvore dvije kćerne niti pored svakog roditeljskog lanca. Ovaj sklop se postiže enzimima koji se nazivaju DNA polimeraze. Kada je postupak završen, formirane su dvije molekule DNA identične jedna drugoj i roditeljskoj molekuli.
Sličnosti između prokariotske i eukariotske replikacije DNA
Koraci za replikaciju DNA uglavnom su isti za sve prokariotske i eukariotske organizme. Odmotavanje DNA postiže se enzimom nazvanim DNA helikaza. Izradu novih DNA lanaca organiziraju enzimi zvani polimeraze.
Obje vrste organizama također slijede obrazac koji se naziva polukonzervativna replikacija. Prema ovom uzorku, pojedinačni lanci DNA proizvode se u različitim smjerovima, stvarajući vodeći i zaostali lanac. Zaostale niti nastaju stvaranjem malih fragmenata DNA nazvanih Okazaki fragmenti koji se na kraju spajaju. Obje vrste organizama također započinju nove DNA lance s malim početnikom RNA.
Razlike između replikacije prokariotske i eukariotske DNA
Razlike između replikacije prokariotske i eukariotske DNA u velikoj su mjeri povezane s kontrastima u veličini i složenosti DNA i stanica ovih organizama. Prosječna eukariotska stanica ima 25 puta više DNA od prokariotske stanice.
U prokariotskim stanicama postoji samo jedna točka ishodišta, replikacija se istodobno događa u dva suprotna smjera i odvija se u staničnoj citoplazmi. Eukariotske stanice, s druge strane, imaju više točaka podrijetla i koriste jednosmjernu replikaciju unutar jezgre stanice. Prokariotske stanice posjeduju jednu ili dvije vrste polimeraza, dok eukarioti imaju četiri ili više.
Replikacija se također događa mnogo bržom brzinom u prokariontskim stanicama nego u eukariota. Nekim bakterijama treba samo 40 minuta, dok stanicama životinja poput ljudi može trebati i do 400 sati. Uz to, eukarioti također imaju poseban proces repliciranja telomera na krajevima svojih kromosoma. Sa svojim kružnim kromosomima, prokarionti nemaju krajeve za sintezu. I na kraju, kratka replikacija kod prokariota događa se gotovo kontinuirano, ali eukariotske stanice podvrgavaju se replikaciji DNA samo tijekom S-faze staničnog ciklusa.