Διαφορά μεταξύ προκαρυωτικού και ευκαρυωτικού DNA

Κύρια διαφορά – Προκαρυωτικό έναντι Ευκαρυωτικού DNA

Το προκαρυωτικό και το ευκαρυωτικό DNA φέρουν γενετικές πληροφορίες για την ανάπτυξη, τη λειτουργία και την αναπαραγωγή προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών αντίστοιχα. Οι ευκαρυώτες αποτελούνται από πυρήνα συνδεδεμένο με μεμβράνη, ενώ τα προκαρυωτικά στερούνται πυρήνα συνδεδεμένου με μεμβράνη. Το προκαρυωτικό DNA είναι δίκλωνο και κυκλικό. Όμως, το ευκαρυωτικό DNA είναι δίκλωνο και γραμμικό. Η ποσότητα του DNA στα προκαρυωτικά κύτταρα είναι πολύ μικρότερη από την ποσότητα του DNA στα ευκαρυωτικά κύτταρα. Τόσο το προκαρυωτικό όσο και το ευκαρυωτικό DNA υφίστανται αντιγραφή από το ένζυμο πολυμεράση DNA. Η κύρια διαφορά μεταξύ προκαρυωτικού και ευκαρυωτικού DNA είναι ότι το προκαρυωτικό DNA βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα ενώ το ευκαρυωτικό DNA συσκευάζεται στον πυρήνα του κυττάρου.

Αυτό το άρθρο μελετά,

1. Τι είναι το προκαρυωτικό DNA
      – Ορισμός, Δομή, Χαρακτηριστικά
2. Τι είναι το Ευκαρυωτικό DNA
      – Ορισμός, Δομή, Χαρακτηριστικά
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του προκαρυωτικού και του ευκαρυωτικού DNA

Τι είναι το προκαρυωτικό DNA

Το DNA που μεταφέρεται από προκαρυώτες ονομάζεται προκαρυωτικό DNA. Το προκαρυωτικό DNA βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα των βακτηρίων. Κάποιο προκαρυωτικό DNA βρίσκεται ως τα κυκλικά πλασμίδια, που φέρουν πρόσθετες πληροφορίες. Αυτό σημαίνει ότι το προκαρυωτικό DNA δεν περιέχει πυρηνική μεμβράνη που περικλείει. Το προκαρυωτικό DNA συσκευάζεται σε ένα μόνο κυκλικό χρωμόσωμα. Βρίσκεται στην περιοχή που ονομάζεται νουκλεοειδές στο κυτταρόπλασμα. Οι πρωτεΐνες που σχετίζονται με νουκλεοειδή εμπλέκονται στη συσκευασία του προκαρυωτικού χρωμοσώματος στο νουκλεοειδές. Βοηθούν το προκαρυωτικό DNA να σχηματίσει μια δομή με βρόχο.

Το μέγεθος του προκαρυωτικού DNA είναι περίπου 160.000 έως 12,2 εκατομμύρια ζεύγη βάσεων, ανάλογα με το είδος. Το προκαρυωτικό DNA περιέχει μικρό αριθμό γονιδίων. Τα λειτουργικά σχετικά γονίδια οργανώνονται σε οπερόνια. Δεδομένου ότι το προκαρυωτικό DNA είναι πλούσιο σε γονίδια, η ποσότητα του μη λειτουργικού DNA είναι μικρότερη. Η αντιγραφή του προκαρυωτικού DNA είναι σχετικά απλή. Το προκαρυωτικό χρωμόσωμα περιέχει μια ενιαία αρχή αντιγραφής όπου λαμβάνει χώρα η έναρξη της αντιγραφής του DNA. Επομένως, κατά τη διάρκεια της αναπαραγωγής σχηματίζεται ένα ενιαίο folk και φυσαλίδα αναπαραγωγής. Η ταχύτητα της αντιγραφής είναι σχετικά υψηλή στα προκαρυωτικά, 2000 νουκλεοτίδια ανά δευτερόλεπτο.

Η πολυμεράση DNA είναι το ένζυμο που εμπλέκεται στην αντιγραφή του DNA. περιέχει επτά διαφορετικές οικογένειες ενζύμων. Από τις επτά οικογένειες πολυμερασών DNA, τόσο οι προκαρυώτες όσο και οι ευκαρυώτες μοιράζονται τρεις οικογένειες DNA πολυμερασών:DNA πολυμεράση Α, Β και Υ. Η οικογένεια DNA πολυμεράσης C περιέχεται μόνο από προκαρυώτες. Το Pol III είναι μια αντιγραφόμενη πολυμεράση DNA, η οποία ανήκει στην οικογένεια πολυμεράσης DNA C.

Εικόνα 1:Βακτηριακό DNA

Τι είναι το Ευκαρυωτικό DNA

Το DNA που περιέχεται από τους ευκαρυώτες ονομάζεται ευκαρυωτικό DNA. Το ευκαρυωτικό DNA βρίσκεται στον πυρήνα των ευκαρυωτικών κυττάρων. Κάποιο ευκαρυωτικό DNA βρίσκεται επίσης σε οργανίδια όπως οι χλωροπλάστες και τα μιτοχόνδρια. Το ευκαρυωτικό DNA περικλείεται από μια πυρηνική μεμβράνη. Το ευκαρυωτικό DNA είναι οργανωμένο σε πολλά γραμμικά χρωμοσώματα. Οι ιστόνες είναι οι πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη συσκευασία των ευκαρυωτικών χρωμοσωμάτων μέσα στον πυρήνα. Η σφιχτή περιέλιξη και η πυκνή συσκευασία είναι τα χαρακτηριστικά της συσκευασίας των ευκαρυωτικών χρωμοσωμάτων.

Οι ευκαρυώτες αποτελούνται από μεγάλο αριθμό ζευγών βάσεων στα χρωμοσώματά τους. Το μεγαλύτερο μέρος του ευκαρυωτικού DNA αποτελείται από πολλά αντίγραφα του γονιδιώματος. Το μέγεθος του ανθρώπινου γονιδιώματος είναι περίπου 2,9 δισεκατομμύρια ζεύγη βάσεων, διατεταγμένα σε 23 ομόλογα ζεύγη χρωμοσωμάτων. Τα ευκαρυωτικά γονίδια κωδικοποιούνται για μία μόνο πρωτεΐνη. Πολλαπλές πρωτεΐνες μπορούν να επιτευχθούν με εναλλακτικό μάτισμα εξονίων κατά τις μετα-μεταγραφικές τροποποιήσεις. Η γονιδιακή πυκνότητα του ευκαρυωτικού DNA είναι χαμηλή. Ως εκ τούτου, η ποσότητα του μη λειτουργικού DNA είναι υψηλή σε ευκαρυωτικό DNA. Η αντιγραφή του ευκαρυωτικού DNA συμβαίνει μέσω πολλαπλών προελεύσεων αντιγραφής. Η ταχύτητα της αντιγραφής είναι χαμηλή στους ευκαρυώτες, 100 νουκλεοτίδια ανά δευτερόλεπτο.

Πολλαπλές υπομονάδες πρωτεΐνης εμπλέκονται στην αντιγραφή του DNA των ευκαρυωτών. Οι οικογένειες πολυμερασών DNA, X όπως Pol Pol β, Pol σ, Pol λ, Pol μ και τερματικές τρανσφεράσες και τελομεράσες τύπου RT περιέχονται ειδικά από ευκαρυώτες.

Εικόνα 2:Ευκαρυωτικό DNA

Διαφορά μεταξύ προκαρυωτικού και ευκαρυωτικού DNA

Τοποθεσία

Προκαρυωτικό DNA: Το προκαρυωτικό DNA βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα των προκαρυωτικών κυττάρων καθώς και στα κυκλικά πλασμίδια.

Ευκαρυωτικό DNA: Το ευκαρυωτικό DNA βρίσκεται στον πυρήνα του κυττάρου, στο εσωτερικό του χλωροπλάστου και των μιτοχονδρίων.

Οργανελικό DNA

Προκαρυωτικό DNA: Το προκαρυωτικό DNA δεν βρίσκεται μέσα στα οργανίδια.

Ευκαρυωτικό DNA: Μέρος του ευκαρυωτικού DNA βρίσκεται επίσης μέσα στους χλωροπλάστες και στα μιτοχόνδρια.

Μέγεθος

Προκαρυωτικό DNA: Το μέγεθος του DNA είναι μικρότερο από 0,1 pg σε προκαρυώτες.

Ευκαρυωτικό DNA: Το μέγεθος του DNA είναι υψηλό σε ευκαρυώτες, συνήθως περισσότερο από 1 pg.

Περιεχόμενο GC/AT

Προκαρυωτικό DNA: Το περιεχόμενο GC είναι περισσότερο από το περιεχόμενο AT.

Ευκαρυωτικό DNA: Το περιεχόμενο AT είναι περισσότερο από περιεχόμενο 4xGC.

Αριθμός αντιγράφων

Προκαρυωτικό DNA: Το προκαρυωτικό DNA αποτελείται από ένα αντίγραφο του γονιδιώματος.

Ευκαρυωτικό DNA:  Το ευκαρυωτικό DNA αποτελείται από περισσότερα από ένα αντίγραφα του γονιδιώματος.

Αριθμός γονιδίων

Προκαρυωτικό DNA: Το προκαρυωτικό DNA περιέχει μικρό αριθμό γονιδίων.

Ευκαρυωτικό DNA: Το ευκαρυωτικό DNA περιέχει μεγάλο αριθμό γονιδίων.

Αριθμός χρωμοσωμάτων

Προκαρυωτικό DNA: Το προκαρυωτικό DNA είναι οργανωμένο σε ένα μόνο χρωμόσωμα.

Ευκαρυωτικό DNA: Το ευκαρυωτικό DNA είναι οργανωμένο σε πολλά χρωμοσώματα.

Ιστόνες

Προκαρυωτικό DNA: Το προκαρυωτικό DNA δεν είναι γεμάτο με ιστόνες.

Ευκαρυωτικό DNA: Ευκαρυωτικό DNA που βρέθηκε στον πυρήνα γεμάτο με ιστόνες.

Κυκλική/Γραμμική

Προκαρυωτικό DNA: Το προκαρυωτικό DNA είναι κυκλικό. Ως εκ τούτου, δεν έχουν άκρα.

Ευκαρυωτικό DNA: Το ευκαρυωτικό DNA είναι γραμμικό, περιέχει δύο άκρα.

Εσώνια

Προκαρυωτικό DNA: Τα ιντρόνια απουσιάζουν στο προκαρυωτικό DNA.

Ευκαρυωτικό DNA: Το ευκαρυωτικό DNA αποτελείται από ιντρόνια, τα οποία διακόπτουν την αλληλουχία της κωδικοποιητικής περιοχής.

Μη λειτουργικό DNA

Προκαρυωτικό DNA: Το προκαρυωτικό DNA περιέχει λιγότερες ποσότητες μη λειτουργικού DNA.

Ευκαρυωτικό DNA: Το ευκαρυωτικό DNA περιέχει υψηλότερες ποσότητες μη λειτουργικού DNA.

Transposons

Προκαρυωτικό DNA: Το προκαρυωτικό DNA στερείται τρανσποζονίων.

Ευκαρυωτικό DNA: Το ευκαρυωτικό DNA αποτελείται από τρανσποζόνια.

Αντιγραφή DNA

Προκαρυωτικό DNA: Η αντιγραφή του προκαρυωτικού DNA συμβαίνει στο κυτταρόπλασμα.

Ευκαρυωτικό DNA: Η αντιγραφή του ευκαρυωτικού DNA συμβαίνει στον πυρήνα.

Προέλευση αντιγραφής

Προκαρυωτικό DNA: Το προκαρυωτικό χρωμόσωμα περιέχει μια ενιαία αρχή αντιγραφής.

Ευκαρυωτικό DNA: Το ευκαρυωτικό χρωμόσωμα περιέχει πολλές πηγές αντιγραφής.

Αποτελεσματικότητα

Προκαρυωτικό DNA: Η αντιγραφή του προκαρυωτικού DNA είναι ταχεία, προστίθενται 2000 νουκλεοτίδια ανά δευτερόλεπτο.

Ευκαρυωτικό DNA: Η αντιγραφή του ευκαρυωτικού DNA είναι αργή, προστίθενται 100 νουκλεοτίδια ανά δευτερόλεπτο.

Συμπέρασμα

Το προκαρυωτικό και το ευκαρυωτικό DNA είναι οι φορείς γενετικών πληροφοριών που απαιτούνται για την ανάπτυξη, τη λειτουργία και την αναπαραγωγή προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών. Η κύρια διαφορά μεταξύ προκαρυωτικού και ευκαρυωτικού DNA είναι η ποσότητα, το περιεχόμενο πληροφοριών, η συσκευασία και η αντιγραφή τους. Το προκαρυωτικό DNA μπορεί να βρεθεί στο κυτταρόπλασμα, ενώ το ευκαρυωτικό DNA βρίσκεται στον πυρήνα, που περικλείεται από την πυρηνική μεμβράνη. Το προκαρυωτικό DNA είναι οργανωμένο σε ένα μόνο κυκλικό χρωμόσωμα και το ευκαρυωτικό DNA είναι οργανωμένο σε πολλά γραμμικά χρωμοσώματα. Η ποσότητα του ευκαρυωτικού DNA είναι μεγαλύτερη από το προκαρυωτικό DNA. Αρκετά αντίγραφα του γονιδιώματος βρίσκονται και στο ευκαρυωτικό DNA. Η αντιγραφή τόσο του προκαρυωτικού όσο και του ευκαρυωτικού DNA συμβαίνει με τον ίδιο τρόπο, αλλά η αντιγραφή του προκαρυωτικού DNA είναι σχετικά απλή. Τόσο οι προκαρυώτες όσο και οι ευκαρυώτες περιέχουν DNA πολυμεράσες, οι οποίες είναι ικανές να αναπαραχθούν και να επιδιορθώσουν το DNA. Οι ευκαρυώτες περιέχουν επίσης τελομεράση και τερματικές τρανσφεράσες.