Περιεχόμενο
- Διαφορές μεταξύ ευκαρυωτικών και προκαρυωτικών κυττάρων
- Βήματα στην αναπαραγωγή του DNA
- Ομοιότητες μεταξύ της αντιγραφής του προκαρυωτικού και του ευκαρυωτικού DNA
- Διαφορές ανάμεσα στην αναπαραγωγή του προκαρυωτικού και του ευκαρυωτικού DNA
Η αναπαραγωγή του ϋΝΑ - δεοξυριβονουκλεϊνικού οξέος - συμβαίνει πριν διαχωριστεί μια κυψελίδα ώστε να διασφαλιστεί ότι και τα δύο κύτταρα θα λάβουν ένα ακριβές αντίγραφο του γενετικού υλικού των γονέων. Ενώ υπάρχουν πολλές ομοιότητες στον τρόπο με τον οποίο τα προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά κύτταρα αντιγράφουν το DNA τους, υπάρχουν πολλές διαφορές μεταξύ τους, λόγω του διαφορετικού μεγέθους και πολυπλοκότητας των μορίων, συμπεριλαμβανομένου του χρόνου που απαιτείται για την ολοκλήρωση της διαδικασίας.
Διαφορές μεταξύ ευκαρυωτικών και προκαρυωτικών κυττάρων
Τα προκαρυωτικά κύτταρα είναι αρκετά απλά δομικά. Δεν έχουν πυρήνα, οργανίδια και μικρή ποσότητα DNA με τη μορφή ενός κυκλικού χρωμοσώματος. Τα ευκαρυωτικά κύτταρα, από την άλλη πλευρά, έχουν έναν πυρήνα, πολλαπλά οργανίδια και περισσότερα DNA διατεταγμένα σε πολλαπλά, γραμμικά χρωμοσώματα.
Βήματα στην αναπαραγωγή του DNA
Ο αναδιπλασιασμός του DNA αρχίζει σε ένα συγκεκριμένο σημείο στο μόριο DNA που ονομάζεται προέλευση της αντιγραφής. Στην αρχή, τα ένζυμα χαλαρώνουν τη διπλή έλικα καθιστώντας τα συστατικά της προσπελάσιμα για αναπαραγωγή. Κάθε σκέλος της έλικας διαχωρίζεται από την άλλη, εκθέτοντας τις τώρα μη ζευγαρωμένες βάσεις για να χρησιμεύσουν ως πρότυπα για νέα σκέλη. Ένα μικρό τμήμα RNA - ριβονουκλεϊνικό οξύ - προστίθεται ως εναρκτήρας, τότε νέες βάσεις νουκλεοτιδίων που συμπληρώνουν τις μη ζευγαρωμένες βάσεις μπορούν να συναρμολογηθούν για να σχηματίσουν δύο θυγατρικές κλώνους δίπλα σε κάθε γονικό κλώνο. Αυτή η συναρμολόγηση επιτυγχάνεται με ένζυμα που ονομάζονται ϋΝΑ πολυμεράσες. Όταν ολοκληρωθεί η διαδικασία, σχηματίστηκαν δύο μόρια DNA όμοια μεταξύ τους και με το γονικό μόριο.
Ομοιότητες μεταξύ της αντιγραφής του προκαρυωτικού και του ευκαρυωτικού DNA
Τα βήματα για την αντιγραφή του DNA είναι γενικά τα ίδια για όλους τους προκαρυωτικούς και ευκαρυωτικούς οργανισμούς. Η αποσύνδεση του DNA επιτυγχάνεται με ένα ένζυμο που ονομάζεται ελικάση DNA. Η κατασκευή νέων κλώνων DNA ενορχηστρώνεται από ένζυμα που ονομάζονται πολυμεράσες.
Και οι δύο τύποι οργανισμών ακολουθούν ένα πρότυπο που ονομάζεται ημι-συντηρητικός αναδιπλασιασμός. Σε αυτό το μοτίβο, οι ξεχωριστοί κλώνοι του ϋΝΑ κατασκευάζονται σε διαφορετικές κατευθύνσεις, παράγοντας έναν κύριο και ένα υστερόμενο κλώνο.Οι δεσμευτικοί κλώνοι δημιουργούνται με την παραγωγή μικρών θραυσμάτων DNA που ονομάζονται θραύσματα Okazaki και τελικά συνδέονται μεταξύ τους. Και οι δύο τύποι οργανισμών ξεκινούν επίσης νέους ϋΝΑ κλώνους με ένα μικρό εκκινητή RNA.
Διαφορές ανάμεσα στην αναπαραγωγή του προκαρυωτικού και του ευκαρυωτικού DNA
Οι διαφορές μεταξύ της αντιγραφής του προκαρυωτικού και του ευκαρυωτικού ϋΝΑ σχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με τις αντιθέσεις στο μέγεθος και την πολυπλοκότητα του DNA και των κυττάρων αυτών των οργανισμών. Το μέσο ευκαρυωτικό κύτταρο έχει 25 φορές περισσότερο DNA από ένα προκαρυωτικό κύτταρο.
Στα προκαρυωτικά κύτταρα, υπάρχει μόνο ένα σημείο προέλευσης, η αντιγραφή συμβαίνει σε δύο αντίθετες κατευθύνσεις ταυτόχρονα και λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων. Τα ευκαρυωτικά κύτταρα, από την άλλη πλευρά, έχουν πολλαπλά σημεία προέλευσης και χρησιμοποιούν μονόδρομη αντιγραφή μέσα στον πυρήνα του κυττάρου. Τα προκαρυωτικά κύτταρα διαθέτουν έναν ή δύο τύπους πολυμεράσης, ενώ οι ευκαρυωτικοί έχουν τέσσερα ή περισσότερα.
Η αναπαραγωγή συμβαίνει επίσης με πολύ ταχύτερο ρυθμό σε προκαρυωτικά κύτταρα, σε σχέση με τους ευκαρυώτες. Ορισμένα βακτήρια χρειάζονται μόνο 40 λεπτά, ενώ τα ζωικά κύτταρα όπως ο άνθρωπος μπορεί να διαρκέσουν έως και 400 ώρες. Επιπλέον, οι ευκαρυώτες έχουν επίσης μια ξεχωριστή διαδικασία για την αντιγραφή των τελομερών στα άκρα των χρωμοσωμάτων τους. Με τα κυκλικά χρωμοσώματα τους, οι προκαρυώτες δεν έχουν άκρα για να συνθέσουν. Τέλος, η σύντομη αντιγραφή σε προκαρυωτικά συμβαίνει σχεδόν συνεχώς, αλλά τα ευκαρυωτικά κύτταρα υποβάλλονται μόνο σε αναδιπλασιασμό ϋΝΑ κατά τη διάρκεια της φάσης S του κυτταρικού κύκλου.