Replikering av DNA - deoxiribonukleinsyra - sker innan en cell delar sig för att säkerställa att båda cellerna får en exakt kopia av moderns genetiska material. Även om det finns många likheter i hur prokaryota och eukaryota celler replikerar sitt DNA, finns det flera skillnader mellan dem på grund av molekylernas olika storlek och komplexitet, inklusive den tid det tar att slutföra processen.
Skillnader mellan eukaryota och prokaryota celler
Prokaryota celler är ganska enkla i strukturen. De har ingen kärna, inga organeller och en liten mängd DNA i form av en enda cirkulär kromosom. Eukaryota celler har å andra sidan en kärna, flera organeller och mer DNA ordnade i flera, linjära kromosomer.
Steg i DNA-replikering
DNA-replikering börjar vid en specifik plats på DNA-molekylen som kallas replikationsursprunget. I början avlindar enzymer den dubbla spiralen och gör dess komponenter tillgängliga för replikering. Varje del av helixen skiljer sig sedan från den andra och exponerar de nu oparade baserna för att fungera som mallar för nya strängar. Ett litet segment av RNA - ribonukleinsyra - tillsätts som en primer, sedan kan nya nukleotidbaser som kompletterar de oparade baserna monteras för att bilda två dottersträngar bredvid varje modersträng. Denna sammansättning åstadkommes med enzymer som kallas DNA-polymeraser. När processen är klar har två DNA-molekyler bildats identiska med varandra och modermolekylen.
Likheter mellan replikering av prokaryot och eukaryot DNA
Stegen för DNA-replikering är i allmänhet desamma för alla prokaryota och eukaryota organismer. Avlindning av DNA åstadkoms med ett enzym som heter DNA-helikas. Tillverkning av nya DNA-strängar orkestreras av enzymer som kallas polymeraser.
Båda typerna av organismer följer också ett mönster som kallas halvkonservativ replikering. I detta mönster tillverkas de enskilda DNA-strängarna i olika riktningar, vilket ger en ledande och en släpande sträng. Släpande strängar skapas genom produktion av små DNA-fragment som kallas Okazaki-fragment som så småningom sammanfogas. Båda typerna av organismer börjar också nya DNA-strängar med en liten primer av RNA.
Skillnader mellan replikering av prokaryot och eukaryot DNA
Skillnader mellan prokaryot och eukaryot DNA-replikering är till stor del relaterade till kontraster i storlek och komplexitet av DNA och celler i dessa organismer. Den genomsnittliga eukaryota cellen har 25 gånger mer DNA än en prokaryot cell.
I prokaryota celler finns det bara en utgångspunkt, replikering sker i två motsatta riktningar samtidigt och äger rum i cellcytoplasman. Eukaryota celler har å andra sidan flera ursprungspunkter och använder enkelriktad replikation i cellens kärna. Prokaryota celler har en eller två typer av polymeraser, medan eukaryoter har fyra eller fler.
Replikering sker också i mycket snabbare takt i prokaryota celler än i eukaryoter. Vissa bakterier tar bara 40 minuter, medan djurceller som människor kan ta upp till 400 timmar. Dessutom har eukaryoter också en distinkt process för att replikera telomererna i ändarna av deras kromosomer. Med sina cirkulära kromosomer har prokaryoter inga ändar att syntetisera. Slutligen sker den korta replikationen i prokaryoter nästan kontinuerligt, men eukaryota celler genomgår endast DNA-replikering under S-fasen i cellcykeln.