Replicarea ADN - acidul dezoxiribonucleic - are loc înainte ca o celulă să se divizeze pentru a se asigura că ambele celule primesc o copie exactă a materialului genetic al părintelui. Deși există multe asemănări în modul în care celulele procariote și eucariote își reproduc ADN-ul, există mai multe distincții între ele, datorită dimensiunii și complexității diferite a moleculelor, inclusiv timpul necesar pentru finalizare procesul.
Diferențele dintre celulele eucariote și procariote
Celulele procariote au o structură destul de simplă. Nu au nucleu, nici organite și o cantitate mică de ADN sub forma unui singur cromozom circular. Celulele eucariote, pe de altă parte, au un nucleu, mai multe organite și mai mult ADN aranjat în mai mulți cromozomi liniari.
Pași în replicarea ADN-ului
Replicarea ADN începe la un punct specific de pe molecula de ADN numită originea replicării. La origine, enzimele desfac dubla helix făcând componentele sale accesibile pentru replicare. Fiecare fir al helixului se separă apoi de celălalt, expunând bazele acum nepereche pentru a servi drept șabloane pentru fire noi. Un segment mic de ARN - acid ribonucleic - este adăugat ca primer, apoi noi baze nucleotidice care completează bazele nepereche pot fi asamblate pentru a forma două catene fiice lângă fiecare catena părinte. Această asamblare se realizează cu enzime numite ADN polimeraze. Când procesul este finalizat, s-au format două molecule de ADN identice una cu cealaltă și cu molecula mamă.
Asemănări între replicarea ADN procariotică și eucariotă
Etapele pentru replicarea ADN sunt în general aceleași pentru toate organismele procariote și eucariote. Derularea ADN-ului este realizată de o enzimă numită ADN helicază. Producerea de noi catene de ADN este orchestrată de enzime numite polimeraze.
Ambele tipuri de organisme urmează, de asemenea, un model numit replicare semi-conservatoare. În acest model, catenele individuale de ADN sunt fabricate în direcții diferite, producând o catenă de conducere și una în urmă. Catenele întârziate sunt create prin producerea de fragmente mici de ADN numite fragmente Okazaki care sunt în cele din urmă îmbinate. Ambele tipuri de organisme încep, de asemenea, noi fire ADN cu un primer mic de ARN.
Diferențele dintre replicarea ADN procariotică și eucariotă
Diferențele dintre replicarea ADN procariotă și eucariotă sunt în mare parte legate de contrastele de mărime și complexitate ale ADN-ului și ale celulelor acestor organisme. Celula eucariotă medie are de 25 de ori mai mult ADN decât o celulă procariotă.
În celulele procariote, există un singur punct de origine, replicarea are loc în două direcții opuse în același timp și are loc în citoplasma celulară. Celulele eucariote, pe de altă parte, au mai multe puncte de origine și utilizează replicarea unidirecțională în nucleul celulei. Celulele procariote posedă unul sau două tipuri de polimeraze, în timp ce eucariotele au patru sau mai multe.
Replicarea are loc, de asemenea, într-un ritm mult mai rapid în celulele procariote, decât în eucariote. Unele bacterii durează doar 40 de minute, în timp ce celulele animale, cum ar fi oamenii, pot dura până la 400 de ore. În plus, eucariotele au, de asemenea, un proces distinct pentru reproducerea telomerilor la capetele cromozomilor lor. Cu cromozomii lor circulari, procariotele nu au capete de sintetizat. În cele din urmă, replicarea scurtă în procariote are loc aproape continuu, dar celulele eucariote suferă replicarea ADN-ului numai în faza S a ciclului celular.