DNA'nın replikasyonu - deoksiribonükleik asit - her iki hücrenin de ebeveynin genetik materyalinin tam bir kopyasını almasını sağlamak için bir hücre bölünmeden önce gerçekleşir. Prokaryotik ve ökaryotik hücrelerin DNA'larını nasıl kopyaladıkları konusunda pek çok benzerlik olsa da, birkaç tane var. Moleküllerin farklı büyüklükleri ve karmaşıklıkları nedeniyle aralarındaki ayrımlar, tamamlanması için gereken süre de dahil olmak üzere süreç.
Ökaryotik ve Prokaryotik Hücreler Arasındaki Farklar
Prokaryotik hücreler yapı olarak oldukça basittir. Çekirdekleri, organelleri ve tek, dairesel bir kromozom şeklinde az miktarda DNA'ları yoktur. Ökaryotik hücreler ise bir çekirdeğe, çoklu organellere ve çoklu, doğrusal kromozomlarda düzenlenmiş daha fazla DNA'ya sahiptir.
DNA Replikasyonundaki Adımlar
DNA replikasyonu, replikasyonun orijini olarak adlandırılan DNA molekülü üzerindeki belirli bir noktada başlar. Kökende, enzimler çift sarmalı çözerek bileşenlerini replikasyon için erişilebilir hale getirir. Sarmalın her bir ipliği daha sonra diğerinden ayrılarak, şimdi eşleştirilmemiş bazları yeni iplikler için şablonlar olarak hizmet etmek üzere açığa çıkarır. Küçük bir RNA segmenti - ribonükleik asit - primer olarak eklenir, daha sonra eşleştirilmemiş bazları tamamlayan yeni nükleotid bazları, her bir ana zincirin yanında iki yavru zincir oluşturmak üzere birleştirilebilir. Bu montaj, DNA polimeraz adı verilen enzimlerle gerçekleştirilir. İşlem tamamlandığında, birbirine ve ana moleküle özdeş iki DNA molekülü oluşmuştur.
Prokaryotik ve Ökaryotik DNA Replikasyonu Arasındaki Benzerlikler
DNA replikasyonu için adımlar genellikle tüm prokaryotik ve ökaryotik organizmalar için aynıdır. DNA'nın çözülmesi, DNA helikaz adlı bir enzim tarafından gerçekleştirilir. Yeni DNA ipliklerinin üretilmesi, polimeraz adı verilen enzimler tarafından yönetilir.
Her iki organizma türü de yarı muhafazakar replikasyon adı verilen bir modeli takip eder. Bu modelde, DNA'nın tek tek zincirleri farklı yönlerde üretilir, bir önde gelen ve bir gecikmeli iplik üretir. Gecikmeli iplikler, sonunda bir araya gelen Okazaki parçaları adı verilen küçük DNA parçalarının üretilmesiyle oluşturulur. Her iki organizma türü de küçük bir RNA primeri ile yeni DNA ipliklerine başlar.
Prokaryotik ve Ökaryotik DNA Replikasyonu Arasındaki Farklar
Prokaryotik ve ökaryotik DNA replikasyonu arasındaki farklar büyük ölçüde DNA'nın ve bu organizmaların hücrelerinin boyut ve karmaşıklığındaki zıtlıklarla ilgilidir. Ortalama bir ökaryotik hücre, prokaryotik bir hücreden 25 kat daha fazla DNA'ya sahiptir.
Prokaryotik hücrelerde tek bir çıkış noktası vardır, replikasyon aynı anda iki zıt yönde gerçekleşir ve hücre sitoplazmasında gerçekleşir. Öte yandan ökaryotik hücreler, birden fazla orijin noktasına sahiptir ve hücrenin çekirdeği içinde tek yönlü replikasyon kullanır. Prokaryotik hücreler bir veya iki tip polimeraz içerirken, ökaryotlar dört veya daha fazla polimeraz içerir.
Replikasyon ayrıca prokaryotik hücrelerde ökaryotlardan çok daha hızlı gerçekleşir. Bazı bakteriler sadece 40 dakika sürerken, insan gibi hayvan hücreleri 400 saate kadar sürebilir. Ek olarak, ökaryotlar ayrıca kromozomlarının uçlarındaki telomerleri kopyalamak için farklı bir sürece sahiptir. Dairesel kromozomları ile prokaryotların sentezlenecek uçları yoktur. Son olarak, prokaryotlarda kısa replikasyon hemen hemen sürekli gerçekleşir, ancak ökaryotik hücreler, hücre döngüsünün S-fazı sırasında sadece DNA replikasyonuna uğrarlar.