Principal diferença - Replicação de DNA procariótica vs eucariótica

As replicações procarióticas e eucarióticas do DNA ocorrem antes do início da divisão celular. A replicação do DNA é um processo biológico pelo qual as duas réplicas geneticamente idênticas de DNA são sintetizadas a partir de uma única molécula de DNA original. A replicação do DNA garante o recebimento da cópia exata do material genético dos pais por cada célula filha. A replicação do DNA é realizada por uma classe de enzimas chamadas DNA polimerases. Ambas as replicações de DNA procarióticas e eucarióticas são replicações de DNA semiconservadoras nas quais uma velha e uma nova fita podem ser encontradas na célula filha. Embora o processo de replicação do DNA seja quase semelhante em procariotos e eucariotos, algumas diferenças podem ocorrer devido ao tamanho e à complexidade do material genético. o principal diferença entre a replicação de DNA procariótica e eucariótica é que A replicação do DNA procariótico ocorre através de uma única origem de replicação, enquanto a replicação do DNA eucariótico ocorre através de múltiplas origens de replicação.

Principais áreas cobertas

1. O que é replicação de DNA procariótica - Definição, recursos, mecanismo 2. O que é a replicação de DNA eucariótica - Definição, recursos, mecanismo 3. Quais são as semelhanças entre a replicação de DNA procariótica e eucariótica - Esboço de características comuns 4. Qual é a diferença entre a replicação de DNA procariótica e eucariótica - Comparação das principais diferenças

Termos-chave: DNA polimerase, Replicação de DNA Eucariótica, Cadeia Lagging, Cadeia Principal, Origem de Replicação, Primer de RNA, Replicação de DNA Procariótica, Bolha de Replicação, Forquilha de Replicação

O que é replicação de DNA procariótica

A replicação do DNA procariótico é o processo pelo qual procariotos, como bactérias e arquéias, duplicam seu genoma em uma segunda cópia, que pode ser transformada em uma célula filha. Os procariotos consistem em uma molécula de DNA circular de fita dupla em seu citoplasma. O DNA procariótico compreende uma única origem de replicação. A helicase de DNA desenrola o DNA na origem da replicação, quebrando as ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas. A estrutura em forma de Y resultante é chamada de bifurcação de replicação. Como o DNA procariótico contém uma única origem de replicação, apenas duas forquilhas de replicação são formadas durante o processo de replicação. Esses dois garfos de replicação são processados ​​bidirecionalmente. As proteínas de ligação ao DNA de fita simples (SSB) estabilizam as duas fitas desenroladas, que servem como fitas modelo para a replicação. A enzima, RNA primase sintetiza um primer de RNA de cinco a dez pares de bases, que é complementar à fita molde.

Figura 1: Replicação de DNA em procariotos

Três tipos de DNA polimerases estão envolvidos na replicação do DNA procariótico; DNA polimerase I, II e III. Tanto a iniciação como o alongamento da replicação do DNA procariótico são realizados pela DNA polimerase III. A DNA polimerase III adiciona nucleotídeos na direção 5 'para 3'. Devido à natureza antiparalela da dupla hélice de DNA, uma fita vai da direção 5 'para 3' (fita principal). A outra fita vai da direção de 3 'a 5' (fita de atraso). Uma vez que a fita retardada requer primers de RNA continuamente a fim de sintetizar DNA na direção 5 'para 3', novos fragmentos de DNA chamados fragmentos de Okazaki são formados continuamente. O preenchimento da lacuna e o reparo do DNA são realizados pela DNA polimerase I e II. O primer de RNA é removido pela DNA polimerase I. O processo de replicação de DNA em procariotos é mostrado na figura 1.

O que é a replicação de DNA eucariótica

A replicação do DNA eucariótico é o processo pelo qual o genoma eucariótico se duplica antes da divisão celular. Embora o mecanismo básico da replicação do DNA eucariótico seja semelhante ao da replicação do DNA procariótico, existem algumas diferenças devido ao tamanho e à estrutura do DNA eucariótico. O DNA eucariótico são moléculas lineares de fita dupla. A quantidade de DNA eucariótico é cerca de 50 vezes mais do que o DNA procariótico. Além disso, o DNA eucariótico é compactado com histonas dentro do núcleo da célula. Portanto, a replicação do DNA ocorre em três etapas; iniciação, alongamento e término.

Iniciação

A replicação do DNA eucariótico ocorre por meio de múltiplas origens de replicação. As múltiplas origens de replicação formam várias bolhas de replicação por cromossomo. A DNA helicase e SSBs estão envolvidos no desenrolamento e estabilização dos dois modelos em cada origem de replicação.

Alongamento

Durante o alongamento, as DNA polimerases adicionam novos nucleotídeos às extremidades 3 'existentes. Os três tipos de DNA polimerases que estão envolvidos na replicação do DNA eucariótico são DNA polimerase α, δ e ε. A DNA polimerase α inicia a replicação do DNA enquanto que a DNA polimerase δ e ε estão envolvidas no alongamento. A DNA polimerase α também requer um primer de RNA para sintetizar a nova fita de DNA e o primer é removido pela DNA polimerase β. As cadeias principais e posteriores são formadas da mesma maneira que na replicação do DNA procariótico. O alongamento da replicação do DNA eucariótico é mostrado na figura 2.

Figura 2: alongamento

Terminação

Uma vez que a fita principal de uma bolha de replicação encontra uma fita atrasada de uma segunda bolha de replicação, o processo de replicação é interrompido. Em seguida, o primer de RNA é removido e a lacuna é preenchida pelas DNA polimerases que flutuam livremente. Os cortes são unidos pela DNA ligase. As bolhas de replicação múltipla são mostradas na figura 3.

Figura 3: bolhas de replicação múltipla

Semelhanças entre replicação de DNA procariótica e eucariótica

Diferença entre replicação de DNA procariótica e eucariótica

Definição

Replicação de DNA procariótica: A replicação do DNA procariótico é o processo pelo qual um organismo procariótico duplica todo o seu genoma para passar a segunda cópia para uma célula filha.

Replicação de DNA eucariótica: A replicação do DNA eucariótico é o processo pelo qual o genoma eucariótico se duplica antes da divisão celular.

Ocorrência

Replicação de DNA procariótica: A replicação do DNA procariótico é um processo contínuo.

Replicação de DNA eucariótica: A replicação do DNA eucariótico ocorre durante a fase S do ciclo celular.

Localização

Replicação de DNA procariótica: A replicação do DNA procariótico ocorre no citoplasma.

Replicação de DNA eucariótica: A replicação do DNA eucariótico ocorre no núcleo.

Tipo de DNA

Replicação de DNA procariótica: O DNA procariótico é circular e de fita dupla.

Replicação de DNA eucariótica: O DNA eucariótico é linear e de fita dupla com extremidades.

Quantidade de DNA

Replicação de DNA procariótica: Existe uma pequena quantidade de DNA procariótico.

Replicação de DNA eucariótica: A quantidade de DNA eucariótico é 50 vezes maior do que a quantidade de DNA procariótico.

Embalagem

Replicação de DNA procariótica: O DNA procariótico forma estruturas semelhantes a alças envolvendo-se em moléculas de proteínas semelhantes às histonas.

Replicação de DNA eucariótica: O DNA eucariótico forma nucleossomos e mostra embalagem de ordem superior.

Origem da Replicação

Replicação de DNA procariótica: O DNA procariótico consiste em uma única origem de replicação.

Replicação de DNA eucariótica: O DNA eucariótico consiste em múltiplas origens de replicação (mais de 1000).

Polimerases de DNA

Replicação de DNA procariótica: A replicação do DNA procariótico é realizada pela DNA polimerase I e III.

Replicação de DNA eucariótica: A replicação do DNA eucariótico é realizada pela DNA polimerase α, δ e ε.

Tamanho do Fragmento de Okazaki

Replicação de DNA procariótica: Os fragmentos de Okazaki são comparativamente grandes, 1000-2000 nucleotídeos de comprimento.

Replicação de DNA eucariótica: Os fragmentos de Okazaki são pequenos, com cerca de 100-200 nucleotídeos de comprimento.

DNA Gyrase

Replicação de DNA procariótica: A DNA girase está envolvida na replicação do DNA procariótico.

Replicação de DNA eucariótica: A DNA girase não é necessária para a replicação do DNA eucariótico.

Taxa de replicação de DNA

Replicação de DNA procariótica: A replicação do DNA procariótico é um processo rápido e cerca de 2.000 nucleotídeos são adicionados por segundo.

Replicação de DNA eucariótica: A replicação do DNA eucariótico é um processo lento e cerca de 100 nucleotídeos são adicionados por segundo.

Fim da Síntese

Replicação de DNA procariótica: O DNA procariótico não contém extremidades.

Replicação de DNA eucariótica: A telomerase está envolvida na síntese final do DNA eucariótico durante a replicação.

Produto Final da Replicação

Replicação de DNA procariótica: O produto final da replicação do DNA procariótico são dois cromossomos circulares.

Replicação de DNA eucariótica: O produto final da replicação do DNA eucariótico são duas cromátides irmãs.

Conclusão

A replicação de DNA procariótica e eucariótica são dois processos que estão envolvidos na duplicação de genomas antes da divisão celular. O mecanismo de replicação de DNA procariótico e eucariótico é semelhante. No entanto, devido ao tamanho e à complexidade do genoma eucariótico, a replicação do DNA eucariótico é um processo mais complexo. Assim, a replicação do DNA eucariótico ocorre por meio da formação de múltiplas origens de replicação. Porém, a replicação do DNA procariótico ocorre por meio de uma única origem de replicação. No entanto, uma vez que a replicação do DNA procariótico é um processo rápido, ambos os processos de replicação do DNA levam o mesmo tempo. Portanto, a principal diferença entre a replicação de DNA procariótica e eucariótica está no tamanho e na complexidade de cada tipo de genoma.

Referência:

1. “Replicação de DNA em procariontes”. Sem limites. N.p., 02 de junho de 2016. Web. Disponivel aqui. 08 de agosto de 2017. 2. “DNA Replication in Eucaryotes.” Sem limites. N.p., 26 de maio de 2016. Web. Disponivel aqui. 08 de agosto de 2017.

Cortesia de imagem:

1. “DNA replication en” Por LadyofHats Mariana Ruiz - Trabalho próprio. Imagem renomeada de Arquivo: DNA replication.svg, (Domínio Público) via Commons Wikimedia 2. “Complexo de replicação” Por Boumphreyfr - Trabalho próprio (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia 3. “DNA bubbles2” Por Boumphreyfr - Trabalho próprio (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia