Differenza tra replica procariotica ed eucariotica del DNA
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Differenza principale - Replicazione procariotica vs DNA eucariotico
Le replicazioni di DNA procariotico ed eucariotico si verificano prima dell'inizio della divisione cellulare. La replicazione del DNA è un processo biologico mediante il quale le due repliche del DNA geneticamente identiche sono sintetizzate da una singola molecola di DNA originale. La replicazione del DNA assicura la ricezione della copia esatta del materiale genetico del genitore da ogni cellula figlia. La replicazione del DNA viene effettuata da una classe di enzimi chiamati DNA polimerasi. Entrambe le replicazioni di DNA procariotico ed eucariotico sono replicazioni semi-conservative del DNA in cui un vecchio e uno nuovo filamento possono essere trovati nella cellula figlia. Sebbene il processo di replicazione del DNA sia quasi simile sia nei procarioti sia negli eucarioti, alcune differenze possono verificarsi a causa delle dimensioni e della complessità del materiale genetico. Il differenza principale tra replica procariotica ed eucariotica del DNA è quella la replicazione del DNA procariotico avviene attraverso una singola origine di replicazione mentre la replicazione del DNA eucariotico avviene attraverso più origini di replicazione.
Aree chiave coperte
1. Che cos'è la replicazione del DNA procariotico
- Definizione, Caratteristiche, Meccanismo
2. Cos'è la replicazione del DNA eucariotico
- Definizione, Caratteristiche, Meccanismo
3. Quali sono le somiglianze tra la procreazione del DNA procariotico ed eucariotico
- Profilo delle caratteristiche comuni
4. Qual è la differenza tra la procreazione di DNA procariotico ed eucariotico
- Confronto tra le principali differenze
Termini chiave: DNA polimerasi, Replicazione eucariotica del DNA, Filo ritardante, Filo principale, Origine della replicazione, Primer RNA, Repliche procariotiche del DNA, Bolla di replica, Forcella di replica
Che cos'è la replicazione del DNA procariotico
La replicazione del DNA procariotico è il processo attraverso il quale i procarioti come i batteri e l'archaea duplicano il loro genoma in una seconda copia, che può essere trasformata in una cellula figlia. I procarioti sono costituiti da una molecola di DNA circolare a doppio filamento nel loro citoplasma. Il DNA procariotico comprende una singola origine di replicazione. L'elicasi di DNA svolge il DNA all'origine della replicazione interrompendo i legami idrogeno tra le basi azotate. La struttura a forma di Y risultante è chiamata forcella di replica. Poiché il DNA procariotico contiene una singola origine di replica, durante il processo di replica vengono formate solo due forcelle di replica. Questi due fork di replica funzionano in modo bidirezionale. Le proteine leganti il DNA a singolo filamento (SSB) stabilizza i due fili non svolti, che fungono da filamenti modello per la replicazione. L'enzima, primasi dell'RNA sintetizza un primer di RNA lungo da cinque a dieci paia di basi, che è complementare al filo modello.
Figura 1: Replicazione del DNA nei procarioti
Tre tipi di DNA polimerasi sono coinvolti nella replicazione del DNA procariotico; DNA polimerasi I, II e III. Sia l'inizio che l'allungamento della replicazione del DNA procariotico sono effettuati dalla DNA polimerasi III. La DNA polimerasi III aggiunge nucleotidi nella direzione da 5 'a 3'. A causa della natura antiparallele della doppia elica del DNA, un filo scorre da 5 'a 3' (filo principale). L'altro filo scorre dalla direzione 3 'a 5' (filo in ritardo). Poiché il filamento in ritardo richiede continuamente primer RNA per sintetizzare il DNA nella direzione da 5 'a 3', vengono continuamente formati nuovi frammenti di DNA chiamati frammenti di Okazaki. Il riempimento del gap e la riparazione del DNA sono effettuati dalla DNA polimerasi I e II. Il primer dell'RNA viene rimosso dalla DNA polimerasi I. Viene mostrato il processo di replicazione del DNA nei procarioti Figura 1.
Cos'è la replicazione del DNA eucariotico
La replicazione del DNA eucariotico è il processo mediante il quale il genoma eucariotico si duplica prima della divisione cellulare. Sebbene il meccanismo di base della replicazione del DNA eucariotico sia simile alla replicazione del DNA procariotico, ci sono alcune differenze dovute alle dimensioni e alla struttura del DNA eucariotico. Il DNA eucariotico è molecole lineari a doppio filamento. La quantità del DNA eucariotico è circa 50 volte superiore al DNA procariotico. Inoltre, il DNA eucariotico è strettamente imballato con istoni all'interno del nucleo della cellula. Pertanto, la replicazione del DNA avviene in tre fasi; iniziazione, allungamento e fine.
Iniziazione
La replicazione del DNA eucariotico avviene attraverso più origini di replicazione. Le origini multiple di replica formano diverse bolle di replica per cromosoma. DNA helicase e SSB sono coinvolti nello svolgimento e nella stabilizzazione dei due modelli a ciascuna origine di replicazione.
Allungamento
Durante l'allungamento, le DNA polimerasi aggiungono nuovi nucleotidi alle estremità 3 'esistenti. I tre tipi di DNA polimerasi che sono coinvolti nella replicazione del DNA eucariotico sono DNA polimerasi a, δ e ε. La DNA polimerasi a inizia la replicazione del DNA mentre la DNA polimerasi δ e ε sono coinvolte nell'allungamento. La DNA polimerasi a richiede anche un primer RNA per sintetizzare il nuovo filamento di DNA e il primer viene rimosso dalla DNA polimerasi β. I fili principali e in ritardo sono formati nello stesso modo della replicazione del DNA procariotico. L'allungamento della replicazione del DNA eucariotico è mostrato in figura 2.
Figura 2: allungamento
fine
Una volta che il filamento principale di una bolla di replica incontra un filamento in ritardo di una seconda bolla di replica, il processo di replica viene arrestato. Quindi, il primer RNA viene rimosso e lo spazio vuoto viene riempito dalle DNA polimerasi liberamente fluttuanti. I nick sono uniti dalla DNA ligasi. Le bolle multiple di replica sono mostrate in figura 3.
Figura 3: più bolle di replica
Somiglianze tra la procreazione del DNA procariotico ed eucariotico
- Entrambe le replicazioni di DNA procariotico ed eucariotico si verificano prima di entrare nella divisione nucleare.
- La replicazione del DNA procariota ed eucariota funziona su DNA a doppio filamento.
- Lo svolgimento del DNA procariotico ed eucariotico è fatto da DNA helicase.
- I filamenti di DNA srotolato sono stabilizzati dalle proteine leganti il DNA a filamento singolo (SSB).
- Sia la replicazione procariotica che quella eucariotica del DNA sono processi multistep, che sono eseguiti da un complesso enzimatico chiamato DNA polimerasi.
- Ogni tipo di DNA polimerasi funziona nella direzione da 5 'a 3'.
- Primer di RNA sono necessari per l'inizio di entrambi i tipi di repliche del DNA.
- La sintesi del primer dell'RNA viene eseguita dall'enzima chiamato primasi.
- Entrambe le replicazioni di DNA procariotico ed eucariotico si verificano in modo semi-conservativo in cui un vecchio filamento di DNA e un nuovo filamento di DNA possono essere trovati nella cellula figlia.
- Entrambe le replicazioni di DNA procariotico ed eucariotico sono bidirezionali poiché le repliche progrediscono in entrambi i modi.
- I filamenti principali e lenti sono formati in entrambi i tipi di repliche del DNA.
- Il filamento in ritardo produce i piccoli frammenti di DNA chiamati frammenti di Okazaki, che alla fine vengono uniti.
- Il tempo impiegato per entrambi i tipi di replica è di circa un'ora.
Differenza tra replica procariotica ed eucariotica del DNA
Definizione
Replicazione procariotica del DNA: La replicazione del DNA procariotico è il processo mediante il quale un organismo procariota duplica tutto il suo genoma per passare la seconda copia a una cellula figlia.
Replicazione del DNA eucariotico: La replicazione del DNA eucariotico è il processo mediante il quale il genoma eucariotico si duplica prima della divisione cellulare.
avvenimento
Replicazione procariotica del DNA: La replicazione del DNA procariotico è un processo continuo.
Replicazione del DNA eucariotico: La replicazione del DNA eucariotico si verifica durante la fase S del ciclo cellulare.
Posizione
Replicazione procariotica del DNA: La replicazione del DNA procariotico avviene nel citoplasma.
Replicazione del DNA eucariotico: La replicazione del DNA eucariotico ha luogo nel nucleo.
Tipo di DNA
Replicazione procariotica del DNA: Il DNA procariotico è circolare e a doppio filamento.
Replicazione del DNA eucariotico: Il DNA eucariotico è lineare e a doppio filamento con estremità.
Quantità di DNA
Replicazione procariotica del DNA: C'è una piccola quantità di DNA procariotico.
Replicazione del DNA eucariotico: La quantità di DNA eucariotico è 50 volte superiore alla quantità di DNA procariotico.
Confezione
Replicazione procariotica del DNA: Il DNA procariotico forma strutture ad anello avvolgendo molecole proteiche simili a istoni.
Replicazione del DNA eucariotico: Il DNA eucariotico forma nucleosomi e mostra un packaging di ordine superiore.
Origine della replica
Replicazione procariotica del DNA: Il DNA procariotico consiste in un'unica origine di replicazione.
Replicazione del DNA eucariotico: Il DNA eucariotico è costituito da più origini di replicazione (oltre 1000).
DNA polimerasi
Replicazione procariotica del DNA: La replicazione del DNA procariotico viene effettuata dalla DNA polimerasi I e III.
Replicazione del DNA eucariotico: La replicazione del DNA eucariotico è trasportata dalla DNA polimerasi a, δ e ε.
Dimensione del frammento di Okazaki
Replicazione procariotica del DNA: I frammenti di Okazaki sono relativamente grandi, con una lunghezza di 1000-2000 nucleotidi.
Replicazione del DNA eucariotico: I frammenti di Okazaki sono piccoli, circa 100-200 nucleotidi in lunghezza.
DNA Gyrase
Replicazione procariotica del DNA: La DNA girasi è coinvolta nella replicazione del DNA procariotico.
Replicazione del DNA eucariotico: La DNA girasi non è richiesta per la replicazione del DNA eucariotico.
Tasso di replicazione del DNA
Replicazione procariotica del DNA: La replicazione del DNA procariotico è un processo rapido e circa 2000 nucleotidi vengono aggiunti al secondo.
Replicazione del DNA eucariotico: La replicazione del DNA eucariotico è un processo lento e circa 100 nucleotidi vengono aggiunti al secondo.
Fine Sintesi
Replicazione procariotica del DNA: Il DNA procariotico non contiene estremità.
Replicazione del DNA eucariotico: La telomerasi è coinvolta nella sintesi finale nel DNA eucariotico durante la replicazione.
Prodotto finale della replica
Replicazione procariotica del DNA: Il prodotto finale della replicazione del DNA procariotico è costituito da due cromosomi circolari.
Replicazione del DNA eucariotico: Il prodotto finale della replicazione del DNA eucariotico è costituito da due cromatidi fratelli.
Conclusione
La replicazione del DNA procariotico ed eucariotico sono due processi che sono coinvolti nella duplicazione dei genomi prima della divisione cellulare. Il meccanismo della replicazione del DNA procariota ed eucariotica è simile. Tuttavia, a causa delle dimensioni e della complessità del genoma eucariotico, la replicazione del DNA eucariotico è un processo più complesso. Pertanto, la replicazione del DNA eucariotico avviene attraverso la formazione di più origini di replicazione. Ma la replicazione del DNA procariotico avviene attraverso un'unica origine di replicazione. Tuttavia, dal momento che la replicazione del DNA procariotico è un processo rapido, entrambi i processi di replicazione del DNA richiedono lo stesso tempo. Pertanto, la principale differenza tra la replicazione del DNA procariota ed eucariotica dipende dalle dimensioni e dalla complessità di ciascun tipo di genoma.
Riferimento:
1. "Replicazione del DNA nei procarioti". Senza limiti. N.p., 02 giugno 2016. Web. Disponibile qui. 08 agosto 2017.
2. "Replicazione del DNA negli eucarioti". Senza limiti. 26 aprile 2016. Web. Disponibile qui. 08 agosto 2017.
Cortesia dell'immagine:
1. "Replicazione del DNA en" di LadyofHats Mariana Ruiz - Opera propria. Immagine ribattezzata da File: DNA replication.svg, (Dominio pubblico) tramite Commons Wikimedia
2. "Replication complex" di Boumphreyfr - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. "DNA bubbles2" di Boumphreyfr - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
