La replica del DNA - acido desossiribonucleico - avviene prima che una cellula si divida per garantire 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 eucariotiche 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 eucarioti e Cellule procariotiche

Le cellule procariotiche hanno una struttura abbastanza semplice. Non hanno un nucleo, nessun organello e una piccola quantità di DNA sotto forma di un singolo cromosoma circolare. D'altra parte, le cellule eucariotiche hanno un nucleo, più organelli e più DNA disposti in più cromosomi lineari.
Passaggi nella replica del DNA

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

I passaggi per la replicazione del DNA sono generalmente gli stessi per tutti i procariotici e organismi eucariotici. Lo svolgimento del DNA è realizzato da un enzima chiamato DNA elicasi. La produzione di nuovi filamenti di DNA è orchestrata da enzimi chiamati polimerasi.

Entrambi i tipi di organismi seguono anche un modello chiamato replicazione semi-conservativa. In questo modello, i singoli filamenti di DNA sono fabbricati in direzioni diverse, producendo un filamento principale e uno 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 replicazione del DNA procariotico ed eucariotico

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

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

La replica avviene anche a un ritmo molto più veloce nelle cellule procariotiche rispetto agli 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 fine a sintetizzare. Infine, la breve replicazione nei procarioti si verifica quasi continuamente, ma le cellule eucariotiche subiscono solo la replicazione del DNA durante la fase S del ciclo cellulare.