Replikering av DNA - deoksyribonukleinsyre - skjer før en celle deler seg for å sikre at begge cellene får en nøyaktig kopi av foreldrenes genetiske materiale. Mens det er mange likheter i hvordan prokaryote og eukaryote celler replikerer DNA, er det flere forskjeller mellom dem, på grunn av ulik størrelse og kompleksitet av molekylene, inkludert tiden det tar å fullføre prosessen.
Forskjeller mellom eukaryote og prokaryote celler
Prokaryote celler er ganske enkle i strukturen. De har ingen kjerne, ingen organeller og en liten mengde DNA i form av et enkelt, sirkulært kromosom. Eukaryote celler har derimot en kjerne, flere organeller og mer DNA arrangert i flere, lineære kromosomer.
Trinn i DNA-replikering
DNA-replikasjon begynner på et bestemt sted på DNA-molekylet som kalles replikasjonsopprinnelsen. Opprinnelig avvikler enzymer den doble spiralen som gjør komponentene tilgjengelige for replikasjon. Hver streng av helixen skiller seg deretter fra den andre og utsetter de nå uparrede basene for å tjene som maler for nye tråder. Et lite segment av RNA - ribonukleinsyre - tilsettes som en primer, og deretter kan nye nukleotidbaser som utfyller de uparede basene, settes sammen for å danne to datterstrenger ved siden av hver foreldrestreng. Denne monteringen oppnås med enzymer som kalles DNA-polymeraser. Når prosessen er fullført, har to DNA-molekyler blitt dannet identiske med hverandre og foreldermolekylet.
Likheter mellom reproduksjon av prokaryotisk og eukaryotisk DNA
Trinnene for DNA-replikasjon er generelt de samme for alle prokaryote og eukaryote organismer. Avvikling av DNA oppnås ved hjelp av et enzym som heter DNA-helikase. Produksjon av nye DNA-tråder er orkestrert av enzymer som kalles polymeraser.
Begge typer organismer følger også et mønster som kalles semi-konservativ replikering. I dette mønsteret produseres de enkelte DNA-strengene i forskjellige retninger, og produserer en ledende og en forsinket streng. Hengende tråder er opprettet ved produksjon av små DNA-fragmenter kalt Okazaki-fragmenter som til slutt blir sammenføyd. Begge typer organismer begynner også nye DNA-tråder med en liten primer av RNA.
Forskjeller mellom prokaryotisk og eukaryotisk DNA-replikering
Forskjeller mellom prokaryot og eukaryot DNA-replikasjon er i stor grad relatert til kontraster i størrelse og kompleksitet av DNA og cellene til disse organismer. Den gjennomsnittlige eukaryote cellen har 25 ganger mer DNA enn en prokaryot celle.
I prokaryote celler er det bare ett utgangspunkt, replikasjon skjer i to motsatte retninger samtidig, og finner sted i cellecytoplasmaet. Eukaryote celler har derimot flere opprinnelsespunkter og bruker ensrettet replikasjon i cellekjernen. Prokaryote celler har en eller to typer polymeraser, mens eukaryoter har fire eller flere.
Replikering skjer også i en mye raskere hastighet i prokaryote celler enn i eukaryoter. Noen bakterier tar bare 40 minutter, mens dyreceller som mennesker kan ta opptil 400 timer. I tillegg har eukaryoter også en distinkt prosess for å replikere telomerer i endene av kromosomene. Med sine sirkulære kromosomer har prokaryoter ingen ender å syntetisere. Til slutt forekommer den korte replikasjonen i prokaryoter nesten kontinuerlig, men eukaryote celler gjennomgår bare DNA-replikasjon under S-fasen av cellesyklusen.
