Репликация ДНК - дезоксирибонуклеиновой кислоты - происходит до деления клетки, чтобы обе клетки получили точную копию генетического материала родителя. Хотя есть много общего в том, как прокариотические и эукариотические клетки реплицируют свою ДНК, есть несколько различия между ними из-за разного размера и сложности молекул, включая время, необходимое для завершения процесс.
Различия между эукариотическими и прокариотическими клетками
Прокариотические клетки довольно просты по строению. У них нет ядра, органелл и небольшого количества ДНК в виде одной кольцевой хромосомы. С другой стороны, у эукариотических клеток есть ядро, несколько органелл и другие ДНК, расположенные в нескольких линейных хромосомах.
Этапы репликации ДНК
Репликация ДНК начинается в определенном месте молекулы ДНК, которое называется точкой начала репликации. В начале ферменты раскручивают двойную спираль, делая ее компоненты доступными для репликации. Затем каждая нить спирали отделяется от другой, открывая теперь непарные основания, которые служат шаблонами для новых нитей. Небольшой сегмент РНК - рибонуклеиновая кислота - добавляется в качестве праймера, затем новые нуклеотидные основания, которые дополняют неспаренные основания, могут быть собраны с образованием двух дочерних цепей рядом с каждой родительской цепью. Эта сборка осуществляется с помощью ферментов, называемых ДНК-полимеразами. По завершении процесса образуются две молекулы ДНК, идентичные друг другу и исходной молекуле.
Сходства между репликацией прокариотической и эукариотической ДНК
Этапы репликации ДНК обычно одинаковы для всех прокариотических и эукариотических организмов. Раскручивание ДНК осуществляется ферментом под названием ДНК-геликаза. Производство новых цепей ДНК организовано ферментами, называемыми полимеразами.
Оба типа организмов также следуют схеме, называемой полуконсервативной репликацией. В этом паттерне отдельные нити ДНК производятся в разных направлениях, образуя ведущую и отстающую нити. Отстающие нити создаются путем производства небольших фрагментов ДНК, называемых фрагментами Окадзаки, которые в конечном итоге соединяются вместе. Оба типа организмов также начинают новые цепи ДНК с помощью небольшого праймера РНК.
Различия между репликацией прокариотической и эукариотической ДНК
Различия между репликацией прокариотической и эукариотической ДНК в значительной степени связаны с различиями в размере и сложности ДНК и клеток этих организмов. Средняя эукариотическая клетка имеет в 25 раз больше ДНК, чем прокариотическая клетка.
В прокариотических клетках существует только одна точка происхождения, репликация происходит в двух противоположных направлениях одновременно и происходит в цитоплазме клетки. С другой стороны, эукариотические клетки имеют несколько точек происхождения и используют однонаправленную репликацию в ядре клетки. Прокариотические клетки обладают одним или двумя типами полимераз, тогда как у эукариот четыре или более.
Репликация также происходит намного быстрее в прокариотических клетках, чем у эукариот. Некоторым бактериям требуется всего 40 минут, в то время как животным клеткам, таким как человек, может потребоваться до 400 часов. Кроме того, у эукариот также есть особый процесс репликации теломер на концах их хромосом. У прокариот с их кольцевыми хромосомами нет конца для синтеза. Наконец, короткая репликация у прокариот происходит почти непрерывно, но эукариотические клетки подвергаются репликации ДНК только во время S-фазы клеточного цикла.
