La replicazione del DNA - acido desossiribonucleico - avviene prima che una cellula si divida per assicurare che entrambe le cellule ricevano una copia esatta del materiale genetico del genitore. Mentre ci sono molte somiglianze nel modo in cui le cellule procariotiche ed eucariote replicano il loro DNA, ci sono diverse distinzioni tra loro, a causa delle diverse dimensioni e complessità delle molecole, incluso il tempo necessario per completare il processo.

Differenze Tra cellule eucariotiche e procariotiche

Le cellule procariotiche sono di struttura abbastanza semplice. Non hanno un nucleo, nessun organello e una piccola quantità di DNA nella forma di un singolo cromosoma circolare. Le cellule eucariotiche invece hanno un nucleo, più organelli e più DNA disposti in cromosomi multipli e lineari.

Fasi nella replicazione del DNA

La replicazione del DNA inizia in un punto specifico della molecola del DNA chiamato l'origine della replicazione. All'origine, gli enzimi svolgono la doppia elica rendendo i componenti accessibili per la replicazione. Ogni filo dell'elica si separa quindi dall'altra, esponendo le basi ora non abbinate per servire da modelli per nuovi filamenti. Un piccolo segmento di RNA - acido ribonucleico - viene aggiunto come un primer, quindi nuove basi nucleotidiche che completano le basi spaiate possono essere assemblate per formare due filoni figlia accanto a ciascun filamento madre. Questo assemblaggio è realizzato con enzimi chiamati DNA polimerasi. Quando il processo è completo, sono state formate due molecole di DNA identiche tra loro e alla molecola madre.

Somiglianze tra la procreazione del DNA procariotico ed eucariotico

I passaggi per la replicazione del DNA sono generalmente gli stessi per tutti gli organismi procarioti ed eucarioti. Lo svolgimento del DNA è realizzato da un enzima denominato DNA helicase. La produzione di nuovi filamenti di DNA è orchestrata da enzimi chiamati polimerasi.

Entrambi i tipi di organismi seguono anche uno schema chiamato replicazione semi-conservativa. In questo schema, i singoli filamenti del DNA vengono prodotti in direzioni diverse, producendo un filo conduttore e un filo in ritardo. I fili in ritardo sono creati dalla produzione di piccoli frammenti di DNA chiamati frammenti di Okazaki che alla fine vengono uniti. Entrambi i tipi di organismi iniziano anche nuovi filamenti di DNA con un piccolo primer di RNA.

Differenze tra procariotica ed eucariotica del DNA

Le differenze tra replicazione del procariotico ed eucariotico del DNA sono in gran parte legate ai contrasti di dimensioni e complessità del DNA e delle cellule di questi organismi. La cellula eucariotica media ha 25 volte più DNA di una cellula procariota.

Nelle cellule procariotiche, c'è solo un punto di origine, la replicazione avviene in due direzioni opposte contemporaneamente e si svolge nel citoplasma cellulare . Le cellule eucariotiche invece hanno più punti di origine e usano la replicazione unidirezionale all'interno del nucleo della cellula. Le cellule procariote possiedono uno o due tipi di polimerasi, mentre gli eucarioti ne hanno quattro o più.

La replicazione avviene anche a un ritmo molto più veloce nelle cellule procariotiche, che negli eucarioti. Alcuni batteri impiegano solo 40 minuti, mentre le cellule animali come gli esseri umani possono impiegare fino a 400 ore. Inoltre, gli eucarioti hanno anche un processo distinto per replicare i telomeri alle estremità dei loro cromosomi. Con i loro cromosomi circolari, i procarioti non hanno fini per sintetizzare. Infine, la breve replicazione nei procarioti avviene quasi continuamente, ma le cellule eucariotiche subiscono solo la replicazione del DNA durante la fase S del ciclo cellulare.