Diferența între replicarea ADN-ului procariotic și eucariot

Diferența principală - replicarea procariotică vs. ADN-ul eucariot

Replicările ADN procariote și eucariote au loc înainte de începerea diviziunii celulare. Replicarea ADN este un proces biologic prin care cele două replici identice genetic ale ADN-ului sunt sintetizate dintr-o singură moleculă de ADN originală. Replicarea ADN-ului asigură primirea copiei exacte a materialului genetic al părintelui de către fiecare celulă fiică. Replicarea ADN este efectuată de o clasă de enzime numite ADN polimeraze. Atât reproducerile ADN procariote cât și eucariote ADN sunt replicări ADN semi-conservatoare în care o fila veche și una nouă poate fi găsită în celula fiică. Deși procesul de replicare a ADN-ului este aproape similar atât la prokaryotes cât și la eucariote, pot apărea unele diferențe datorită dimensiunii și complexității materialului genetic. principala diferență între replicarea procariotică și ADN-ul eucariotic este asta proliferarea ADN-ului procariot are loc printr-o singură origine de replicare, în timp ce replicarea ADN-ului eucariot are loc prin origini multiple de replicare.  

Domenii cheie acoperite

1. Ce este replicarea ADN procariotă
      - Definiție, caracteristici, mecanism
2. Ce este replicarea ADN-ului eucariot
      - Definiție, caracteristici, mecanism
3. Care sunt asemănările dintre replicarea ADN-ului procariotic și eucariot
      - Schița caracteristicilor comune
4. Care este diferența dintre replicarea ADN-ului procariotic și eucariot
     - Compararea diferențelor cheie

Termeni-cheie: ADN polimeraza, Replicarea ADN-ului eucariot, Strandul de delimitare, Strandul principal, originea replicarii, primerul ARN, Replicarea ADN-ului procariotic, Bubul de replicare,

Ce este replicarea ADN procariotă

Replicarea ADN procariotă este procesul prin care procarioții, cum ar fi bacteriile și arhaii, își duplică genomul într-oa doua copie, care poate fi transformată într-o celulă fiică. Procarioții constau dintr-o moleculă circulară dublă catenară în citoplasma lor. ADN procariot cuprinde o singură origine de replicare. ADN-ul helicazic desface ADN-ul la originea replicării prin ruperea legăturilor de hidrogen dintre bazele azotate. Structura rezultată în formă de Y este numită replicare furculiță. Deoarece ADN procariot conține o singură origine de replicare, în timpul procesului de replicare se formează doar două furculițe de replicare. Aceste două furci de replicare se procesează bidirecțional. Proteinele de legare a ADN-ului cu o singură catenă (SSB) stabilizează cele două nervuri nedeclarate, care servesc drept fire de șablon pentru replicare. Enzima, primaza ARN sintetizează un primer de ARN lung de cinci până la zece baze, care este complementar la șirul de șablon.

Figura 1: Replicarea ADN în prokaryotes

Trei tipuri de polimeraze ADN sunt implicate în replicarea ADN procariotică; ADN polimeraza I, II și III. Atât inițierea, cât și alungirea replicării ADN procariotice se realizează prin ADN polimeraza III. ADN polimeraza III adaugă nucleotide în direcția 5 'la 3'. Datorită naturii antiparalelare a helixului dublu ADN, o catenă rulează de la direcția 5 'la 3' (direcția de conducere). Celălalt fir trece de la direcția 3 'până la 5' (fâșia de întârziere). Deoarece, lanțul întârziat necesită în mod continuu primeri ARN pentru a sintetiza ADN în direcția 5 'la 3', se formează continuu noi fragmente de ADN numite fragmente Okazaki. Umplerea golurilor și repararea ADN-ului se realizează prin ADN polimeraza I și II. Primul primer ARN este îndepărtat prin ADN polimeraza I. Procesul de replicare a ADN în prokaryotes este prezentat în figura 1. 

Ce este replicarea ADN-ului eucariot

Replicarea ADN-ului eucariot este procesul prin care genomul eucariot duplică înainte de diviziunea celulară. Deși mecanismul de bază al replicării ADN-ului eucariot este similar cu replicarea ADN procariotică, există unele diferențe datorită dimensiunii și structurii ADN-ului eucariot. ADN-ul eucariot este o moleculă liniară dublă catenară. Cantitatea ADN-ului eucariot este de aproximativ 50 de ori mai mare decât ADN-ul procariotic. Mai mult, ADN-ul eucariot este împachetat strâns cu histone în interiorul nucleului celulei. Prin urmare, replicarea ADN are loc în trei etape; inițiere, alungire și terminare.

Iniţiere

Replicarea ADN-ului eucariot are loc prin origini multiple de replicare. Originile de replicare multiple formează mai multe bule de replicare pe cromozom. ADN-ul helicazei și SSB-urile sunt implicate în derularea și stabilizarea celor două șabloane la fiecare origine de replicare.    

elongație

În timpul alungirii, ADN polimerazele adaugă noi nucleotide la capetele 3 'existente. Cele trei tipuri de polimeraze ADN care sunt implicate în replicarea ADN-ului eucariot sunt AD polimeraza α, δ și ε. ADN polimeraza α inițiază replicarea ADN, în timp ce AD ​​polimeraza δ și ε sunt implicate în alungire. ADN polimeraza a necesită, de asemenea, un primer ARN pentru a sintetiza noua catenă ADN și primerul este îndepărtat prin AD polimeraza β. Liniile de conducere și de întârziere sunt formate în același mod ca în replicarea ADN procariotică. Elongația de replicare a ADN-ului eucariot este prezentată în figura 2.

Figura 2: Elongație

terminare

Odată ce firul de conducere al unei singure bule de replicare întâlnește o componentă rămasă a unui al doilea bule de replicare, procesul de replicare este oprit. Apoi, primerul ARN este îndepărtat și spațiul este umplut de polimeraze ADN plutitoare liber. Picurile sunt unite de ligaza ADN. Buburile de replicare multiple sunt afișate în figura 3.

Figura 3: Bubble de replicare multiple

Asemănări între replicarea ADN-ului procariotic și eucariot

• Atât reproducerile ADN procariote cât și eucariote au loc înainte de a intra în diviziunea nucleară.
• Atât replicarea ADN procariotică cât și eucariotă funcționează pe ADN dublu catenar.
• Îndepărtarea atât a ADN-ului procariot cât și a celui eucariot se realizează prin helicază ADN.
• Lanțurile ADN dezinfectate sunt stabilizate prin proteine ​​care leagă ADN monocatenar (SSB).
• Atât replicarea ADN procariotică cât și eucariotă a ADN sunt procese multistep, care sunt realizate de un complex enzimatic numit ADN polimeraze.
• Fiecare tip de polimeraze ADN funcționează în direcția 5 'la 3'.
• ARN-urile sunt necesare pentru inițierea ambelor tipuri de replicări ale ADN-ului.
• Sinteza primerului ARN se realizează prin enzima numită primaza.
• Atât reproducerile ADN procariote cât și eucariote au loc într-o manieră semi-conservatoare unde o catenă veche de ADN și o nouă catenă de ADN pot fi găsite în celula fiică.
• Atât replicările ADN procariote cât și cele eucariote sunt bi-direcționale, deoarece replicările progresează în ambele sensuri.
• Liniile de conducere și de întârziere sunt formate în ambele tipuri de replicări ADN.
• Lanțul întârziat produce fragmente mici de ADN numite fragmente Okazaki, care sunt în cele din urmă unite.
• Timpul necesar pentru ambele tipuri de replicări este de aproximativ o oră.

Diferența între replicarea ADN-ului procariotic și eucariot

Definiție

Replicarea ADN procariot: Replicarea ADN procariotă este procesul prin care un organism procariotic își duplică întregul genom pentru a trece a doua copie la o celulă fiică.

Replicarea ADN-ului eucariot: Replicarea ADN-ului eucariot este procesul prin care genomul eucariot duplică înainte de diviziunea celulară.

Apariţie

Replicarea ADN procariot: Replicarea ADN-ului procariot este un proces continuu.

Replicarea ADN-ului eucariot: Replicarea ADN-ului eucariot are loc în timpul fazei S a ciclului celular.

Locație

Replicarea ADN procariot: Replicarea ADN procariot are loc în citoplasmă.

Replicarea ADN-ului eucariot: Replicarea ADN-ului eucariot are loc în nucleu.

Tipul de ADN

Replicarea ADN procariot: ADN-ul procariotic este circular și dublu-catenar.

Replicarea ADN-ului eucariot: ADN-ul eucariot este linear și dublu-catenar cu capete.

Cantitatea de ADN

Replicarea ADN procariot: Există o cantitate mică de ADN procariotic.

Replicarea ADN-ului eucariot: Cantitatea de ADN eucariot este de 50 de ori mai mare decât cantitatea de ADN procariotic.

ambalare

Replicarea ADN procariot: ADN-ul procariotic formează structuri asemănătoare buclelor prin înfășurarea în jurul moleculelor de proteine ​​asemănătoare histonei.

Replicarea ADN-ului eucariot: ADN-ul eucariot formează nucleozomi și prezintă ambalaje de ordin mai înalt.

Originea replicării

Replicarea ADN procariot: Prokaryotic DNA constă dintr-o singură origine de replicare.

Replicarea ADN-ului eucariot: ADN-ul eucariot este format din origini multiple de replicare (peste 1000).

ADN polimeraze

Replicarea ADN procariot: Proliferarea ADN-ului procariot este efectuată prin ADN polimeraza I și III.

Replicarea ADN-ului eucariot: Replicarea ADN-ului eucariot este efectuată prin ADN polimeraza α, δ și ε.

Dimensiunea fragmentului Okazaki

Replicarea ADN procariot: Fragmentele Okazaki sunt relativ mari, în lungime de 1000-2000 de nucleotide.

Replicarea ADN-ului eucariot: Fragmentele Okazaki sunt mici, în lungime de aproximativ 100-200 nucleotide.

ADN Gyrase

Replicarea ADN procariot: Giraza ADN este implicată în replicarea ADN procariotică.

Replicarea ADN-ului eucariot: Giraza ADN nu este necesară pentru replicarea ADN-ului eucariot.

Rata de replicare a ADN-ului

Replicarea ADN procariot: Replicarea ADN procariotă este un proces rapid și se adaugă în jur de 2000 de nucleotide pe secundă.

Replicarea ADN-ului eucariot: Replicarea ADN-ului eucariot este un proces lent și se adaugă în jur de 100 de nucleotide pe secundă.

Sfârșitul sintezei

Replicarea ADN procariot: ADN-ul procariot nu conține scopuri.

Replicarea ADN-ului eucariot: Telomeraza este implicată în sinteza finală în ADN-ul eucariot în timpul replicării.

Produsul final al replicării

Replicarea ADN procariot: Produsul final al replicării ADN prokaryotic este de două cromozomi circulanți.

Replicarea ADN-ului eucariot: Produsul final al replicării ADN-ului eucariot este două cromatide soratice.

Concluzie

Replicarea ADN procariote și eucariote sunt două procese care sunt implicate în dublarea genomului înainte de diviziunea celulară. Mecanismul replicării atât a procariotei, cât și a ADN-ului eucariot este similar. Cu toate acestea, datorită dimensiunii și complexității genomului eucariot, replicarea ADN-ului eucariot este un proces mai complex. Astfel, replicarea ADN-ului eucariot are loc prin formarea originilor de replicare multiple. Dar replicarea ADN procariotică are loc printr-o singură origine de replicare. Totuși, deoarece replicarea ADN procariotă este un proces rapid, ambele procese de replicare a ADN-ului au același timp. Prin urmare, diferența principală dintre replicarea prokaryotică și ADN-ul eucariot se bazează pe mărimea și complexitatea fiecărui tip de genom.

Referinţă:

1. "Replicarea ADN în prokaryotes". N.p., 02 iunie 2016. Web. Disponibil aici. 08 august 2017.
2. "Replicarea ADN-ului în eucariote". N.p., 26 mai 2016. Web. Disponibil aici. 08 august 2017. 

Datorită fotografiei:

1. "Replicarea ADN-ului en" de LadyofHats Mariana Ruiz - Lucrare proprie. Imaginea redenumită din Fișier: DNA replication.svg, (Domeniul Public) prin Wikimedia Commons
2. "Complexul de replicare" Prin Boumphreyfr - Activitate proprie (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons
3. "Bulele de ADN2" De Boumphreyfr - Activitate proprie (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons