Replikácia DNA - deoxyribonukleovej kyseliny - nastáva pred rozdelením bunky, aby sa zabezpečilo, že obe bunky dostanú presnú kópiu rodičovského genetického materiálu. Aj keď existuje veľa podobností v tom, ako prokaryotické a eukaryotické bunky replikujú svoju DNA, existuje niekoľko rozdiely medzi nimi kvôli rozdielnej veľkosti a zložitosti molekúl vrátane času potrebného na ich dokončenie proces.
Rozdiely medzi eukaryotickými a prokaryotickými bunkami
Prokaryotické bunky majú pomerne jednoduchú štruktúru. Nemajú jadro, žiadne organely a malé množstvo DNA vo forme jediného kruhového chromozómu. Eukaryotické bunky na druhej strane majú jadro, viac organel a viac DNA usporiadaných do viacerých lineárnych chromozómov.
Kroky v replikácii DNA
Replikácia DNA začína na špecifickom mieste na molekule DNA, ktoré sa nazýva počiatok replikácie. Na začiatku enzýmy odvíjajú dvojitú špirálu, vďaka ktorej sú jej komponenty prístupné na replikáciu. Každý prameň špirály sa potom oddeľuje od druhého, čím sa odhaľujú teraz nespárované bázy, ktoré slúžia ako šablóny pre nové pramienky. Ako primér sa pridá malý segment RNA - ribonukleová kyselina - potom sa môžu zostaviť nové nukleotidové bázy, ktoré dopĺňajú nepárové bázy, aby vytvorili dva dcérske reťazce vedľa každého pôvodného vlákna. Táto zostava sa uskutočňuje pomocou enzýmov nazývaných DNA polymerázy. Po dokončení procesu sa vytvorili dve molekuly DNA identické navzájom a s pôvodnou molekulou.
Podobnosti medzi prokaryotickou a eukaryotickou replikáciou DNA
Kroky replikácie DNA sú všeobecne rovnaké pre všetky prokaryotické a eukaryotické organizmy. Odvíjanie DNA sa uskutočňuje pomocou enzýmu s názvom DNA helikáza. Výroba nových reťazcov DNA je riadená enzýmami nazývanými polymerázy.
Oba typy organizmov sa tiež riadia vzorom nazývaným semikonzervatívna replikácia. V tomto vzore sa jednotlivé reťazce DNA vyrábajú rôznymi smermi, pričom sa vytvára predné a zaostávajúce vlákno. Zaostávajúce reťazce sa vytvárajú produkciou malých fragmentov DNA nazývaných fragmenty Okazaki, ktoré sa nakoniec spoja. Oba typy organizmov tiež začínajú nové reťazce DNA s malým primerom RNA.
Rozdiely medzi prokaryotickou a eukaryotickou replikáciou DNA
Rozdiely medzi prokaryotickou a eukaryotickou replikáciou DNA do veľkej miery súvisia s kontrastmi vo veľkosti a zložitosti DNA a buniek týchto organizmov. Priemerná eukaryotická bunka má 25-krát viac DNA ako prokaryotická bunka.
V prokaryotických bunkách existuje iba jeden pôvodný bod, k replikácii dochádza súčasne v dvoch protichodných smeroch a prebieha v bunkovej cytoplazme. Eukaryotické bunky na druhej strane majú viac východiskových bodov a používajú jednosmernú replikáciu v jadre bunky. Prokaryotické bunky obsahujú jeden alebo dva typy polymeráz, zatiaľ čo eukaryoty majú štyri alebo viac.
Replikácia sa tiež deje oveľa rýchlejšie v prokaryotických bunkách ako v eukaryotoch. Niektorým baktériám trvá iba 40 minút, zatiaľ čo živočíšnym bunkám, napríklad ľuďom, môže trvať až 400 hodín. Okrem toho majú eukaryoty aj odlišný proces replikácie telomer na koncoch svojich chromozómov. Prokaryoty nemajú so svojimi kruhovými chromozómami syntetické konce. Napokon ku krátkej replikácii u prokaryotov dochádza takmer nepretržite, ale eukaryotické bunky replikáciou DNA prechádzajú iba počas S-fázy bunkového cyklu.