การจำลองแบบของ DNA – กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก – เกิดขึ้นก่อนที่เซลล์จะแบ่งตัวเพื่อให้แน่ใจว่าทั้งสองเซลล์ได้รับสำเนาของสารพันธุกรรมของพ่อแม่อย่างถูกต้อง แม้ว่าจะมีความคล้ายคลึงกันหลายประการในการที่เซลล์โปรคาริโอตและยูคาริโอตทำซ้ำ DNA ของพวกมัน แต่ก็มีหลายอย่าง ความแตกต่างระหว่างพวกเขาเนื่องจากขนาดและความซับซ้อนที่แตกต่างกันของโมเลกุลรวมถึงเวลาที่ใช้ในการทำให้สมบูรณ์ กระบวนการ.
ความแตกต่างระหว่างเซลล์ยูคาริโอตและโปรคาริโอต
เซลล์โปรคาริโอตมีโครงสร้างค่อนข้างง่าย พวกมันไม่มีนิวเคลียส ไม่มีออร์แกเนลล์ และ DNA จำนวนเล็กน้อยในรูปของโครโมโซมทรงกลมเดียว ในทางกลับกัน เซลล์ยูคาริโอตมีนิวเคลียส ออร์แกเนลล์หลายตัว และ DNA มากกว่าที่จัดเรียงอยู่ในโครโมโซมเชิงเส้นหลายอัน
ขั้นตอนในการจำลองดีเอ็นเอ
การจำลองแบบดีเอ็นเอเริ่มต้นที่จุดเฉพาะบนโมเลกุลดีเอ็นเอที่เรียกว่าต้นกำเนิดของการจำลองแบบ ที่จุดกำเนิด เอ็นไซม์คลายเกลียวคู่ทำให้ส่วนประกอบสามารถเข้าถึงได้สำหรับการจำลองแบบ จากนั้นเกลียวแต่ละเกลียวจะแยกออกจากกัน เผยให้เห็นฐานที่ยังไม่ได้จับคู่ในขณะนี้เพื่อใช้เป็นแม่แบบสำหรับเกลียวใหม่ ส่วนเล็ก ๆ ของ RNA – กรดไรโบนิวคลีอิก – ถูกเพิ่มเป็นไพรเมอร์ จากนั้นเบสนิวคลีโอไทด์ใหม่ที่เสริมฐานที่ไม่ได้จับคู่สามารถประกอบเป็นเกลียวลูกสาวสองเส้นที่อยู่ถัดจากสายหลักแต่ละเส้น การประกอบนี้ทำได้สำเร็จด้วยเอ็นไซม์ที่เรียกว่า DNA polymerase เมื่อกระบวนการเสร็จสิ้น โมเลกุล DNA สองอันจะถูกสร้างขึ้นเหมือนกันกับโมเลกุลต้นกำเนิด
ความคล้ายคลึงกันระหว่างการจำลองแบบ DNA Prokaryotic และ Eukaryotic
ขั้นตอนการจำลองดีเอ็นเอโดยทั่วไปจะเหมือนกันสำหรับสิ่งมีชีวิตโปรคาริโอตและยูคาริโอตทั้งหมด การคลี่คลาย DNA ทำได้โดยเอนไซม์ชื่อ DNA helicase การผลิตสาย DNA ใหม่นั้นควบคุมโดยเอนไซม์ที่เรียกว่าพอลิเมอเรส
สิ่งมีชีวิตทั้งสองประเภทยังเป็นไปตามรูปแบบที่เรียกว่าการจำลองแบบกึ่งอนุรักษ์นิยม ในรูปแบบนี้ สายดีเอ็นเอแต่ละเส้นถูกผลิตขึ้นในทิศทางที่ต่างกัน ทำให้เกิดสายนำและสายที่ล้าหลัง เส้นที่หุ้มอยู่นั้นถูกสร้างขึ้นโดยการผลิตชิ้นส่วน DNA ขนาดเล็กที่เรียกว่าชิ้นส่วน Okazaki ที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันในที่สุด สิ่งมีชีวิตทั้งสองประเภทยังเริ่มต้นสายดีเอ็นเอใหม่ด้วยไพรเมอร์อาร์เอ็นเอขนาดเล็ก
ความแตกต่างระหว่างการจำลองแบบ DNA Prokaryotic และ Eukaryotic
ความแตกต่างระหว่างการจำลองแบบ DNA ของโปรคาริโอตและยูคาริโอตนั้นส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับความแตกต่างของขนาดและความซับซ้อนของ DNA และเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ เซลล์ยูคาริโอตโดยเฉลี่ยมี DNA มากกว่าเซลล์โปรคาริโอต 25 เท่า
ในเซลล์โปรคาริโอต มีจุดกำเนิดเพียงจุดเดียว การจำลองแบบเกิดขึ้นในสองทิศทางที่ตรงกันข้ามในเวลาเดียวกัน และเกิดขึ้นในเซลล์ไซโตพลาสซึม ในทางกลับกัน เซลล์ยูคาริโอต มีจุดกำเนิดหลายจุด และใช้การจำลองแบบทางเดียวภายในนิวเคลียสของเซลล์ เซลล์โปรคาริโอตมีพอลิเมอเรสหนึ่งหรือสองชนิด ในขณะที่ยูคาริโอตมีสี่ชนิดหรือมากกว่า
การจำลองแบบยังเกิดขึ้นในอัตราที่เร็วกว่ามากในเซลล์โปรคาริโอต มากกว่าในยูคาริโอต แบคทีเรียบางชนิดใช้เวลาเพียง 40 นาที ในขณะที่เซลล์สัตว์ เช่น มนุษย์ อาจใช้เวลานานถึง 400 ชั่วโมง นอกจากนี้ ยูคาริโอตยังมีกระบวนการที่แตกต่างกันสำหรับการจำลองเทโลเมียร์ที่ปลายโครโมโซม ด้วยโครโมโซมแบบวงกลม โปรคาริโอตไม่มีจุดสิ้นสุดในการสังเคราะห์ สุดท้าย การจำลองแบบสั้นๆ ในโปรคาริโอตเกิดขึ้นเกือบต่อเนื่อง แต่เซลล์ยูคาริโอตจะรับการจำลองดีเอ็นเอระหว่างเฟส S ของวัฏจักรเซลล์เท่านั้น