დნმ-ის - დეოქსირიბონუკლეინის მჟავას რეპლიკაცია ხდება უჯრედის გაყოფამდე, რომ ორივე უჯრედი მიიღოს მშობლის გენეტიკური მასალის ზუსტი ასლი. მიუხედავად იმისა, რომ პროკარიოტული და ეუკარიოტული უჯრედები ასრულებენ დნმ-ს ბევრ მსგავსებას, არსებობს რამდენიმე მათ შორის განსხვავება, მოლეკულების განსხვავებული ზომისა და სირთულის გამო, დასრულების დროსაც ჩათვლით პროცესი.
განსხვავებები ეუკარიოტულ და პროკარიოტულ უჯრედებს შორის
პროკარიოტული უჯრედები სტრუქტურაში საკმაოდ მარტივია. მათ არ აქვთ ბირთვი, არ აქვთ ორგანელები და მცირე რაოდენობით დნმ ერთი, წრიული ქრომოსომის სახით. მეორეს მხრივ, ეუკარიოტულ უჯრედებს აქვთ ბირთვი, მრავალი ორგანელი და მეტი დნმ განლაგებული მრავალ, ხაზოვან ქრომოსომებში.
ნაბიჯები დნმ – ის რეპლიკაციაში
დნმ – ის რეპლიკაცია იწყება დნმ – ის მოლეკულის სპეციფიკურ ადგილზე, რომელსაც რეპლიკაციის წარმოშობას უწოდებენ. წარმოშობისთანავე, ფერმენტები იხსნიან ორმაგ სპირალს, რის გამოც მისი კომპონენტები რეპლიკაციისთვის ხელმისაწვდომია. შემდეგ სპირალის თითოეული სტრიქონი გამოყოფს მეორეს, გამოააშკარავა ახლა შეუწყვილებელი ფუძეები, რომლებიც ემსახურება შაბლონებს ახალი შრისთვის. RNA– ს მცირე სეგმენტი - რიბონუკლეინის მჟავა - ემატება პრაიმერის სახით, შემდეგ შეიძლება ახალი ნუკლეოტიდის ფუძეების შევსება, რომლებიც შეუთავსებელ ბაზებს ავსებენ და თითოეული მშობლის ძაფის გვერდით ორი ასული ძაფი შექმნან. ეს შეკრება სრულდება ფერმენტებით, რომლებსაც დნმ პოლიმერაზებს უწოდებენ. პროცესის დასრულების შემდეგ, დნმ – ის ორი მოლეკულა ჩამოყალიბდა ერთმანეთისა და მშობლის მოლეკულის იდენტურია.
მსგავსება პროკარიოტულ და ეუკარიოტულ დნმ-ს რეპლიკაციას შორის
დნმ – ის რეპლიკაციის ნაბიჯები ზოგადად იგივეა ყველა პროკარიოტული და ეუკარიოტული ორგანიზმისთვის. დნმ-ის გახსნა ხორციელდება ფერმენტის მიერ, სახელად დნმ-ჰელიკაზა. ახალი დნმ-ის ბოჭკოების წარმოება ხორციელდება ფერმენტების მიერ, რომელსაც პოლიმერაზებს უწოდებენ.
ორივე ტიპის ორგანიზმები ასევე ასრულებენ ნიმუშს, რომელსაც ნახევრად კონსერვატიული რეპლიკაცია ეწოდება. ამ ნიმუშში, დნმ – ის ინდივიდუალური ძაფები წარმოებულია სხვადასხვა მიმართულებით, წარმოქმნის წამყვან და ჩამორჩენილ ბოჭკოს. ჩამორჩენილი ძაფები იქმნება დნმ-ის მცირე ფრაგმენტების წარმოებით, რომლებსაც უწოდებენ ოკაზაკის ფრაგმენტებს, რომლებიც საბოლოოდ გაერთიანებულია. ორივე ტიპის ორგანიზმები იწყებენ დნმ-ის ახალ ძაფებს RNA მცირე ზომის პრაიმერით.
განსხვავებები პროკარიოტულ და ეუკარიოტულ დნმ – ის რეპლიკაციას შორის
პროკარიოტული და ეუკარიოტული დნმ – ის რეპლიკაციას შორის განსხვავებები დიდწილად უკავშირდება ამ ორგანიზმების დნმ – ის და უჯრედების ზომისა და სირთულის კონტრასტებს. საშუალო ეუკარიოტულ უჯრედს 25-ჯერ მეტი დნმ აქვს, ვიდრე პროკარიოტული უჯრედი.
პროკარიოტულ უჯრედებში არსებობს წარმოშობის მხოლოდ ერთი წერტილი, რეპლიკაცია ხდება ერთდროულად ორი ურთიერთსაწინააღმდეგო მიმართულებით და ხდება უჯრედის ციტოპლაზმაში. მეორეს მხრივ, ეუკარიოტულ უჯრედებს აქვთ მრავალი წარმოშობის წერტილი და იყენებენ ერთ მიმართულებით რეპლიკაციას უჯრედის ბირთვში. პროკარიოტული უჯრედები ფლობენ ერთი ან ორი ტიპის პოლიმერაზას, ხოლო ეუკარიოტებს აქვთ ოთხი ან მეტი.
რეპლიკაცია ასევე ბევრად უფრო სწრაფი ტემპით ხდება პროკარიოტულ უჯრედებში, ვიდრე ეუკარიოტებში. ზოგიერთ ბაქტერიას მხოლოდ 40 წუთი სჭირდება, ხოლო ცხოველური უჯრედები, მაგალითად ადამიანი, 400 საათამდეა საჭირო. გარდა ამისა, ეუკარიოტებს აქვთ მკაფიო პროცესი ტელომერების გამრავლებისთვის მათი ქრომოსომების ბოლოებში. პროკარიოტებს თავიანთი წრიული ქრომოსომებით სინთეზის დასასრული არ აქვთ. დაბოლოს, პროკარიოტებში მოკლე რეპლიკაცია ხდება თითქმის უწყვეტად, მაგრამ ეუკარიოტული უჯრედები მხოლოდ უჯრედული ციკლის S- ფაზის განმავლობაში განიცდიან დნმ-ს რეპლიკაციას.