A replicação do DNA - ácido desoxirribonucléico - ocorre antes de uma célula se dividir para garantir que ambas as células recebam uma cópia exata do material genético dos pais. Embora existam muitas semelhanças em como as células procarióticas e eucarióticas replicam seu DNA, existem vários distinções entre eles, devido ao diferente tamanho e complexidade das moléculas, incluindo o tempo que leva para completar o processo.
Diferenças entre células eucarióticas e procarióticas
As células procarióticas têm uma estrutura bastante simples. Eles não têm núcleo, nem organelas e uma pequena quantidade de DNA na forma de um único cromossomo circular. As células eucarióticas, por outro lado, têm um núcleo, múltiplas organelas e mais DNA arranjado em múltiplos cromossomos lineares.
Etapas na replicação do DNA
A replicação do DNA começa em um ponto específico da molécula de DNA, denominado origem de replicação. Na origem, as enzimas desenrolam a dupla hélice tornando seus componentes acessíveis para replicação. Cada fita da hélice então se separa da outra, expondo as bases agora desemparelhadas para servir de modelo para novas fitas. Um pequeno segmento de RNA - ácido ribonucléico - é adicionado como um primer, então novas bases de nucleotídeos que complementam as bases desemparelhadas podem ser montadas para formar duas fitas filhas próximas a cada fita-mãe. Essa montagem é realizada com enzimas chamadas DNA polimerases. Quando o processo está completo, duas moléculas de DNA foram formadas idênticas uma à outra e à molécula-mãe.
Semelhanças entre replicação de DNA procariótica e eucariótica
As etapas para a replicação do DNA são geralmente as mesmas para todos os organismos procarióticos e eucarióticos. O desenrolamento do DNA é realizado por uma enzima chamada DNA helicase. A fabricação de novas fitas de DNA é orquestrada por enzimas chamadas polimerases.
Ambos os tipos de organismos também seguem um padrão denominado replicação semiconservadora. Nesse padrão, as fitas individuais de DNA são fabricadas em diferentes direções, produzindo uma fita principal e outra posterior. As fitas lentas são criadas pela produção de pequenos fragmentos de DNA chamados fragmentos de Okazaki que eventualmente são unidos. Ambos os tipos de organismos também iniciam novas fitas de DNA com um pequeno primer de RNA.
Diferenças entre a replicação de DNA procariótica e eucariótica
As diferenças entre a replicação de DNA procariótica e eucariótica estão amplamente relacionadas aos contrastes de tamanho e complexidade do DNA e das células desses organismos. A célula eucariótica média tem 25 vezes mais DNA do que uma célula procariótica.
Nas células procarióticas, existe apenas um ponto de origem, a replicação ocorre em duas direções opostas ao mesmo tempo e ocorre no citoplasma da célula. As células eucarióticas, por outro lado, têm múltiplos pontos de origem e usam replicação unidirecional dentro do núcleo da célula. As células procarióticas possuem um ou dois tipos de polimerases, enquanto as eucariotas possuem quatro ou mais.
A replicação também ocorre em uma taxa muito mais rápida em células procarióticas do que em eucariotos. Algumas bactérias levam apenas 40 minutos, enquanto células animais, como as humanas, podem levar até 400 horas. Além disso, os eucariotos também têm um processo distinto para replicar os telômeros nas extremidades de seus cromossomos. Com seus cromossomos circulares, os procariontes não têm extremidades para sintetizar. Por último, a replicação curta em procariotos ocorre quase continuamente, mas as células eucarióticas apenas sofrem replicação de DNA durante a fase S do ciclo celular.
