Diferencia entre la replicación del ADN procariótico y eucariota

Diferencia principal: replicación de ADN procariótica y eucariótica

Las replicaciones del ADN procariótico y eucariótico se producen antes del comienzo de la división celular. La replicación del ADN es un proceso biológico mediante el cual las dos réplicas de ADN genéticamente idénticas se sintetizan a partir de una única molécula de ADN original. La replicación del ADN garantiza la recepción de la copia exacta del material genético de los padres por cada célula hija. La replicación del ADN se lleva a cabo por una clase de enzimas llamadas ADN polimerasas. Las replicaciones de ADN tanto procariotas como eucariotas son replicaciones de ADN semiconservativas en las que se pueden encontrar una hebra antigua y una nueva en la célula hija. Aunque el proceso de replicación del ADN es casi similar tanto en procariotas como en eucariotas, algunas diferencias pueden ocurrir debido al tamaño y la complejidad del material genético. los diferencia principal Entre la replicación del ADN procariótico y eucariota es que la replicación del ADN procariótico se produce a través de un único origen de replicación, mientras que la replicación del ADN eucariótico se produce a través de múltiples orígenes de replicación.  

Áreas clave cubiertas

1. ¿Qué es la replicación del ADN procariótico?
      - Definición, Características, Mecanismo
2. ¿Qué es la replicación de ADN eucariótico?
      - Definición, Características, Mecanismo
3. ¿Cuáles son las similitudes entre la replicación del ADN procariótico y eucariota?
      - Esquema de características comunes
4. ¿Cuál es la diferencia entre la replicación del ADN procariótico y eucariota?
     - Comparación de diferencias clave

Términos clave: ADN polimerasa, Replicación de ADN eucariótico, Hebra rezagada, Línea principal, Origen de la replicación, Primer de ARN, Replicación de ADN procariota, Burbuja de replicación, Horquilla de replicación

¿Qué es la replicación del ADN procariótico?

La replicación del ADN procariótico es el proceso mediante el cual los procariotas, como las bacterias y las arqueas, duplican su genoma en una segunda copia, que puede transformarse en una célula hija. Los procariotas consisten en una molécula de ADN circular de doble cadena en su citoplasma. El ADN procariótico comprende un único origen de replicación. La helicasa de ADN desenrolla el ADN en el origen de la replicación al romper los enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas. La estructura en forma de Y resultante se llama horquilla de replicación. Dado que el ADN procariótico contiene un único origen de replicación, solo se forman dos bifurcaciones de replicación durante el proceso de replicación. Estas dos horquillas de replicación se procesan bidireccionalmente. Las proteínas de unión a ADN de una sola hebra (SSB) estabilizan las dos hebras desenrolladas, que sirven como hebras de plantilla para la replicación. La enzima, ARN primasa, sintetiza un cebador de ARN de cinco a diez pares de bases, que es complementario de la cadena de plantilla..

Figura 1: replicación del ADN en procariotas

Tres tipos de ADN polimerasas están involucradas en la replicación del ADN procariótico; ADN polimerasa I, II y III. Tanto el inicio como el alargamiento de la replicación del ADN procariótico se llevan a cabo mediante la ADN polimerasa III. La ADN polimerasa III agrega nucleótidos en la dirección 5 'a 3'. Debido a la naturaleza antiparalela de la doble hélice del ADN, una hebra se extiende desde la dirección 5 'a 3' (hebra principal). La otra hebra se extiende desde la dirección 3 'a 5' (hebra retrasada). Dado que, la cadena retrasada requiere cebadores de ARN continuamente para poder sintetizar el ADN en la dirección 5 'a 3', se forman continuamente nuevos fragmentos de ADN llamados fragmentos de Okazaki. El relleno de huecos y la reparación del ADN se llevan a cabo mediante la ADN polimerasa I y II. El cebador de ARN es eliminado por la ADN polimerasa I. El proceso de replicación del ADN en procariotas se muestra en Figura 1. 

¿Qué es la replicación de ADN eucariótico?

La replicación de ADN eucariótico es el proceso mediante el cual el genoma eucariota se duplica antes de la división celular. Aunque el mecanismo básico de la replicación del ADN eucariótico es similar a la replicación del ADN procariótico, existen algunas diferencias debido al tamaño y la estructura del ADN eucariótico. El ADN eucariótico es una molécula lineal de doble cadena. La cantidad de ADN eucariótico es alrededor de 50 veces más que el ADN procariótico. Además, el ADN eucariótico está muy lleno de histonas dentro del núcleo de la célula. Por lo tanto, la replicación del ADN ocurre en tres pasos; Iniciación, alargamiento y terminación..

Iniciación

La replicación del ADN eucariótico se produce a través de múltiples orígenes de replicación. Los múltiples orígenes de replicación forman varias burbujas de replicación por cromosoma. DNA helicase y SSB están involucrados en el desenrollado y estabilización de las dos plantillas en cada origen de replicación..    

Alargamiento

Durante el alargamiento, las ADN polimerasas agregan nuevos nucleótidos a los extremos 3 'existentes. Los tres tipos de ADN polimerasas que participan en la replicación de ADN eucarióticos son la ADN polimerasa α, δ y ε. La ADN polimerasa α inicia la replicación del ADN, mientras que la ADN polimerasa δ y ε están involucradas en la elongación. La ADN polimerasa α también requiere un cebador de ARN para sintetizar la nueva cadena de ADN y el cebador se elimina con la ADN polimerasa β. Las cadenas iniciales y retrasadas se forman de la misma manera que en la replicación del ADN procariótico. El alargamiento de la replicación de ADN eucariótico se muestra en Figura 2.

Figura 2: Alargamiento

Terminación

Una vez que la cadena principal de una burbuja de replicación se encuentra con una cadena retrasada de una segunda burbuja de replicación, el proceso de replicación se detiene. Luego, el cebador de ARN se elimina y la brecha se llena con las polimerasas de ADN que flotan libremente. Las mellas están unidas por la ADN ligasa. Las múltiples burbujas de replicación se muestran en figura 3.

Figura 3: Burbujas de replicación múltiple

Similitudes entre la replicación del ADN procariótico y eucariota

• Las replicaciones de ADN tanto procariotas como eucariotas ocurren antes de ingresar a la división nuclear.
• Tanto la replicación del ADN procariota como la eucariótica funcionan en el ADN de doble cadena..
• El desenrollamiento del ADN procariótico y eucariótico se realiza mediante ADN helicasa..
• Las cadenas de ADN desenrolladas están estabilizadas por proteínas de unión a ADN de cadena simple (SSB).
• Tanto la replicación del ADN procariota como la eucariótica son procesos de varios pasos, que se llevan a cabo mediante un complejo enzimático llamado ADN polimerasas..
• Cada tipo de ADN polimerasas funciona en la dirección de 5 'a 3'.
• Los cebadores de ARN son necesarios para el inicio de ambos tipos de replicaciones de ADN..
• La síntesis del cebador de ARN se realiza mediante la enzima llamada primasa..
• Las replicaciones de ADN tanto procariotas como eucariotas se producen de una manera semiconservadora en la que se pueden encontrar una hebra antigua de ADN y una hebra nueva de ADN en la célula hija..
• Tanto las replicaciones de ADN procariotas como las eucariotas son bidireccionales, ya que las replicaciones avanzan en ambos sentidos..
• Las hebras iniciales y retrasadas se forman en ambos tipos de replicaciones de ADN.
• La hebra retrasada produce los pequeños fragmentos de ADN llamados fragmentos de Okazaki, que finalmente se unen.
• El tiempo necesario para ambos tipos de réplicas es de alrededor de una hora..

Diferencia entre la replicación del ADN procariótico y eucariota

Definición

Replicación del ADN procariótico: La replicación del ADN procariótico es el proceso mediante el cual un organismo procariótico duplica todo su genoma para pasar la segunda copia a una célula hija..

Replicación de ADN eucariótico: La replicación de ADN eucariótico es el proceso mediante el cual el genoma eucariota se duplica antes de la división celular..

Ocurrencia

Replicación del ADN procariótico: La replicación del ADN procariótico es un proceso continuo..

Replicación de ADN eucariótico: La replicación de ADN eucariótico ocurre durante la fase S del ciclo celular.

Ubicación

Replicación del ADN procariótico: La replicación del ADN procariótico tiene lugar en el citoplasma..

Replicación de ADN eucariótico: La replicación del ADN eucariótico tiene lugar en el núcleo..

Tipo de ADN

Replicación del ADN procariótico: El ADN procariótico es circular y de doble cadena..

Replicación de ADN eucariótico: El ADN eucariótico es lineal y de doble cadena con extremos..

Cantidad de ADN

Replicación del ADN procariótico: Hay una pequeña cantidad de ADN procariótico.

Replicación de ADN eucariótico: La cantidad de ADN eucariótico es 50 veces más que la cantidad de ADN procariótico.

embalaje

Replicación del ADN procariótico: El ADN procariótico forma estructuras en forma de bucle envolviéndose alrededor de moléculas de proteínas similares a histonas.

Replicación de ADN eucariótico: El ADN eucariótico forma nucleosomas y muestra un empaquetamiento de orden superior.

Origen de la replicación

Replicación del ADN procariótico: El ADN procariótico consiste en un único origen de replicación..

Replicación de ADN eucariótico: El ADN eucariota consiste en múltiples orígenes de replicación (más de 1000).

ADN polimerasas

Replicación del ADN procariótico: La replicación del ADN procariótico se lleva a cabo mediante la ADN polimerasa I y III..

Replicación de ADN eucariótico: La replicación de ADN eucariótico se realiza mediante la ADN polimerasa α, δ y ε.

Tamaño del Fragmento de Okazaki

Replicación del ADN procariótico: Los fragmentos de Okazaki son comparativamente grandes, de 1000-2000 nucleótidos de longitud..

Replicación de ADN eucariótico: Los fragmentos de Okazaki son pequeños, alrededor de 100-200 nucleótidos de longitud..

ADN girasa

Replicación del ADN procariótico: ADN girasa participa en la replicación del ADN procariótico.

Replicación de ADN eucariótico: ADN girasa no es necesario para la replicación de ADN eucariótico.

Tasa de replicación del ADN

Replicación del ADN procariótico: La replicación del ADN procariótico es un proceso rápido y se agregan alrededor de 2000 nucleótidos por segundo.

Replicación de ADN eucariótico: La replicación de ADN eucariótico es un proceso lento y se agregan alrededor de 100 nucleótidos por segundo.

Síntesis final

Replicación del ADN procariótico: El ADN procariótico no contiene extremos..

Replicación de ADN eucariótico: La telomerasa participa en la síntesis final en el ADN eucariótico durante la replicación..

Producto final de la replicación.

Replicación del ADN procariótico: El producto final de la replicación del ADN procariótico es dos cromosomas circulares..

Replicación de ADN eucariótico: El producto final de la replicación del ADN eucariótico es dos cromátidas hermanas..

Conclusión

La replicación del ADN procariótico y eucariota son dos procesos que participan en la duplicación de genomas antes de la división celular. El mecanismo de la replicación del ADN procariótico y eucariota es similar. Sin embargo, debido al tamaño y la complejidad del genoma eucariótico, la replicación del ADN eucariótico es un proceso más complejo. Por lo tanto, la replicación del ADN eucariótico se produce a través de la formación de múltiples orígenes de replicación. Pero, la replicación del ADN procariótico se produce a través de un único origen de replicación. Sin embargo, dado que la replicación de ADN procariótico es un proceso rápido, ambos procesos de replicación de ADN llevan el mismo tiempo. Por lo tanto, la principal diferencia entre la replicación del ADN procariótico y eucariota se basa en el tamaño y la complejidad de cada tipo de genoma..

Referencia:

1. "Replicación del ADN en procariotas". Sin límites. N.p., 02 de junio de 2016. Web. Disponible aquí. 08 de agosto de 2017.
2. "Replicación del ADN en eucariotas". Sin límites. N.p., 26 de mayo de 2016. Web. Disponible aquí. 08 de agosto de 2017. 

Imagen de cortesía:

1. “Replicación del ADN en” Por LadyofHats Mariana Ruiz - Trabajo propio. Imagen renombrada de Archivo: DNA replication.svg, (Dominio público) a través de Commons Wikimedia
2. "Complejo de replicación" Por Boumphreyfr - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
3. “DNA bubbles2" Por Boumphreyfr - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia