Principal diferença - replicação de DNA vs transcrição

Tanto a replicação quanto a transcrição do DNA estão envolvidas na ligação de nucleotídeos complementares ao DNA, produzindo um novo DNA e RNA, respectivamente. Na replicação do DNA, o DNA produz duas réplicas exatas de todo o genoma para se submeter à divisão celular. Por outro lado, a transcrição é a primeira etapa da expressão gênica, onde são produzidas as proteínas necessárias ao funcionamento da célula. Na transcrição, apenas pequenas sequências de DNA são transcritas em RNA. o diferença chave entre a replicação e a transcrição do DNA é que A replicação do DNA é o processo de fazer uma réplica exata do genoma, enquanto a transcrição é a transferência da informação genética de um segmento específico de um DNA para o RNA.

Este artigo estuda,

1. O que é replicação de DNA - Definição, Função, Processo, Características 2. O que é transcrição - Definição, Função, Processo, Características 3. Qual é a diferença entre Replicação de DNA e Transcrição

O que é replicação de DNA

A replicação do DNA é conhecida como a produção de duas réplicas exatas de DNA de uma molécula de DNA original. A informação genética armazenada no DNA é herdada através da progênie pela replicação do DNA. Durante a replicação, ambas as fitas de DNA servem como modelos. Portanto, a replicação do DNA é considerada semiconservadora.

A replicação do DNA é iniciada na origem da replicação em cada cromossomo. O processo é realizado pelo grupo de enzimas chamadas DNA polimerases. A DNA polimerase requer uma fita curta de RNA conhecida como primer para iniciar a replicação. O desenrolar da dupla hélice no genoma produz as bifurcações de replicação. Na bifurcação da replicação, várias enzimas estão associadas à replicação. A replicação do DNA ocorre bidirecionalmente na forquilha de replicação. A nova fita de DNA, que é sintetizada continuamente, é chamada de fita principal. A outra fita, que é sintetizada como pedaços chamados fragmentos de Okazaki, é conhecida como fita retardada.

A DNA polimerase sintetiza a nova fita adicionando nucleotídeos que são complementares ao molde. A adição de nucleotídeos ocorre na direção 3 'a 5', a partir da extremidade 3 'da cadeia de nucleotídeos existente. O esqueleto açúcar-fosfato é formado pela formação da ligação fosfodiéster entre o grupo fosfato proximal e o 3 ′ OH do anel pentose do nucleotídeo de entrada. Topoisomerase, helicase, DNA primase e DNA ligase são as outras enzimas envolvidas na replicação do DNA. A replicação do DNA termina nas regiões teloméricas do cromossomo.

Normalmente, as polimerases de DNA mantêm alta fidelidade, pois a incorporação de uma incompatibilidade é inferior a um em 10⁷ nucleotídeos incorporados. Eles também consistem na atividade de revisão de 3 ′ a 5 ′, onde podem remover as incompatibilidades incorporadas do final. Por outro lado, as incompatibilidades podem ser reparadas pelos mecanismos de reparo de incompatibilidades pós-replicação. A taxa de incorporação de erro final é inferior a um em 10⁹ nucleotídeos incorporados.

Figura 1: Replicação de DNA

A replicação do DNA in vitro é realizada com o auxílio de primers de DNA artificiais e DNA polimerases, que são isoladas de bactérias. A reação em cadeia da polimerase (PCR) é a técnica biológica molecular usada para a replicação in vitro de DNA. A enzima usada na PCR é a polimerase Taq. Usando um par de primers de DNA, o PCR sintetiza fragmentos de DNA a partir de uma sequência conhecida.

O que é transcrição

A transcrição é o processo de copiar uma sequência de DNA em RNA com o auxílio da enzima RNA polimerase. Os genes são transcritos em mRNAs para iniciar a expressão gênica. A RNA polimerase sintetiza o transcrito primário do mRNA lendo a fita de DNA antisense da direção 3 'a 5'. A fita de RNA resultante é complementar e antiparalela ao molde. É sintetizado na direção 5 ′ a 3 ′. Um gene consiste em sequência codificadora e sequências regulatórias. A sequência de codificação codifica a sequência de aminoácidos de uma proteína, enquanto as sequências regulatórias regulam a expressão do gene.

Figura 2: Transcrição na RNA polimerase

A transcrição é iniciada pela ligação da RNA polimerase ao promotor com o auxílio de fatores de transcrição. A ligação forma uma bolha de transcrição, consistindo em aproximadamente 14 bases do promotor de fita dupla desenrolado. Após a seleção do local de iniciação da transcrição, os nucleotídeos são adicionados pela RNA polimerase. No término da transcrição, a cauda de poliadenilato é adicionada à extremidade 3 'do transcrito primário. Nos eucariotos, a poliadenilação, o capeamento da extremidade 5 'e o splicing dos exons são chamados coletivamente de modificações pós-transcricionais. Os genes também podem codificar para RNAs não codificantes, rRNAs e tRNAs que, consequentemente, auxiliam na síntese, regulação e processamento de proteínas.

Diferença entre replicação e transcrição de DNA

Definição

Replicação de DNA: A replicação do DNA produz duas réplicas exatas da molécula de DNA de fita dupla original. Cada uma das novas fitas consiste em uma fita original de DNA.

Transcrição: A transcrição produz uma molécula de RNA de fita simples usando o DNA de fita dupla.

Função

Replicação de DNA: Ele transmite todo o genoma para sua descendência.

Transcrição: Ele gera cópias de RNA de um determinado gene.

Enzima necessária

Replicação de DNA: Topoisomerase, Helicase, DNA primase e DNA ligase.

Transcrição: Transcriptase (tipo de DNA Helicase) e RNA polimerase.

Ocorrência no Ciclo Celular

Replicação de DNA: Ocorre na fase S, quando a célula se prepara para a divisão.

Transcrição: Ocorre nas fases G1 e G2, quando a célula precisa sintetizar proteínas.

Precursores de nucleotídeos

Replicação de DNA: Ele utiliza dATP, dGTP, dTTP e dCTP como precursores.

Transcrição: Ele utiliza ATP, UTP, GTP e CTP como precursores.

Fidelidade

Replicação de DNA: A DNA polimerase mantém alta fidelidade por meio de sua atividade de exonuclease 3 ′ a 5 ′.

Transcrição: A RNA polimerase mantém menos fidelidade em comparação com a DNA polimerase.

Comprimento da Corda Mais Nova

Replicação de DNA: Ele sintetiza longas fitas de DNA.

Transcrição: Ele sintetiza fitas de RNA comparativamente curtas.

Ligação

Replicação de DNA: A fita de DNA recém-sintetizada é ligada ao seu molde por ligações de hidrogênio.

Transcrição: O RNA transcrito se separa de seu molde.

Primers

Replicação de DNA: A DNA polimerase requer um primer de RNA para o início da replicação.

Transcrição: A RNA polimerase não requer primers.

Fragmento de Okazaki

Replicação de DNA: A fita retardada gera fragmentos de Okazaki.

Transcrição: A transcrição ocorre apenas na direção 5 ′ a 3 ′, excluindo os fragmentos de Okazaki.

Produtos

Replicação de DNA: Duas fitas filhas são produzidas.

Transcrição: O mRNA, tRNA, rRNA e RNA não codificante, como microRNA são produzidos.

Destino dos produtos

Replicação de DNA: O DNA replicado permanece no núcleo.

Transcrição: Grande parte do produto passa para o citoplasma.

Vida útil dos produtos

Replicação de DNA: O DNA replicado é conservado por meio da progênie.

Transcrição: A maioria dos RNAs é degradada antes mesmo de funcionar.

Em processamento

Replicação de DNA: O DNA recém-sintetizado não sofre processamento.

Transcrição: Os RNAs transcritos sofrem modificações pós-transcricionais.

Conclusão

A replicação do DNA ocorre quando a célula está se preparando para a divisão celular. Desse modo, todo o genoma de um organismo sofre replicação de uma só vez. Portanto, ambas as fitas servem como modelos para a replicação. Na bifurcação de replicação, a fita principal é sintetizada continuamente e a fita final é sintetizada por meio de fragmentos de Okazaki. Por fim, as DNA polimerases devem manter altos níveis de fidelidade, já que a réplica será o genoma da prole. Na transcrição, os genes são copiados em RNA para sintetizar proteínas para as funções celulares. Apenas a fita antisense é transcrita, pois o RNA é uma molécula de fita simples. As polimerases de RNA mantêm menos fidelidade em comparação com as polimerases de DNA, uma vez que os RNAs têm vida curta. Portanto, a principal diferença entre a replicação e a transcrição do DNA está em seus produtos finais.

Referência: 1. “Replicação de DNA”. Wikipedia, a enciclopédia gratuita, 2017. https://en.wikipedia.org/wiki/DNA_replication. Acessado em 19 de fevereiro de 20172. “Mecanismo molecular de replicação do DNA”. KHANACEDAMY, 2017. https://www.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna-replication/a/molecular-mechanism-of-dna-replication. Acessado em 19 de fevereiro de 20173. “Transcrição (biologia)”. Wikipedia, a enciclopédia gratuita, 2017. https://en.wikipedia.org/wiki/Transcription_(biologia). Acessado em 19 de fevereiro de 20174. Sagar Aryal, “Difference between Replication and Transcription”. MICROBIOLOGY INFO, Online Microbiology Notes, 2014. http://www.microbiologyinfo.com/difference-replication-transcription/. Acessado em 19 de fevereiro de 2017

Cortesia da imagem: 1. “DNA replication en.svg”. Por LadyofHats Mariana Ruiz - Obra própria (Domínio Público) via Commons Wikimedia2. “RNAP TEC small.jpg”. Por Abbondanzieri na Wikipedia em inglês - Criado com o programa de renderização Protein Explorer usando as coordenadas 1S38 depositadas no repositório RCSB PDB (Domínio Público) via Commons Wikimedia