Tärkein ero - DNA: n replikaatio vs. transkriptio

Sekä DNA: n replikaatio että transkriptio osallistuvat komplementaaristen nukleotidien sitoutumiseen DNA: han, jolloin saadaan uusi DNA- ja RNA -juoste. DNA: n replikaatiossa DNA tuottaa kaksi tarkkaa kopiota koko genomista solujen jakautumisen suorittamiseksi. Toisaalta transkriptio on geeniekspression ensimmäinen vaihe, jossa tuotetaan solun toimintaan tarvittavat proteiinit. Transkriptiossa vain pienet DNA -sekvenssit transkriptoidaan RNA: ksi. The keskeinen ero DNA: n replikaation ja transkription välillä on se DNA -replikaatio on prosessi, jolla tehdään tarkka kopio genomista, kun taas transkriptio on tietyn DNA -segmentin geneettisen tiedon siirtäminen RNA: ksi.

Tämä artikkeli tutkii,

1. Mikä on DNA -replikaatio - Määritelmä, toiminto, prosessi, ominaisuudet 2. Mikä on transkriptio - Määritelmä, toiminto, prosessi, ominaisuudet 3. Mitä eroa on DNA -replikaation ja transkription välillä

Mikä on DNA: n replikaatio

DNA: n replikaatiota kutsutaan kahden tarkan DNA -kopion tuottamiseksi alkuperäisestä DNA -molekyylistä. DNA: han tallennetut geneettiset tiedot peritään jälkeläisten kautta DNA: n replikaation avulla. Replikoinnin aikana molemmat DNA -juosteet toimivat malleina. Siksi DNA: n replikaation katsotaan tapahtuvan puolikonservatiivisella tavalla.

DNA: n replikaatio aloitetaan replikaation lähtökohdasta kussakin kromosomissa. Prosessin suorittaa entsyymiryhmä, jota kutsutaan DNA -polymeraaseiksi. DNA -polymeraasi vaatii lyhyen RNA -juosteen, joka tunnetaan alukkeena replikaation aloittamiseksi. Kaksoiskierukan purkautuminen genomissa tuottaa replikaatiohaarukat. Replikointihaarukassa eri entsyymit liittyvät replikaatioon. DNA: n replikaatio tapahtuu kaksisuuntaisesti replikointihaarukassa. Uutta DNA -juosetta, jota syntetisoidaan jatkuvasti, kutsutaan johtavaksi juosteeksi. Toiseen juosteeseen, joka syntetisoidaan palasiksi nimeltä Okazaki -fragmentteja, viitataan jäljellä olevaan juosteeseen.

DNA -polymeraasi syntetisoi uuden juosteen lisäämällä templaattia täydentäviä nukleotideja. Nukleotidien lisäys tapahtuu suunnassa 3 ' - 5', alkaen olemassa olevan nukleotidiketjun 3' -päästä. Sokeri-fosfaattirunko muodostuu fosfodiesterisidoksen muodostumisesta proksimaalisen fosfaattiryhmän ja saapuvan nukleotidin pentoosirenkaan 3'-OH: n välille. Topoisomeraasi, helikaasi, DNA -primaasi ja DNA -ligaasi ovat muita entsyymejä, jotka osallistuvat DNA: n replikaatioon. DNA: n replikaatio lopetetaan kromosomin telomeerisillä alueilla.

Yleensä DNA -polymeraasit pitävät korkean tarkkuuden, koska epätäsmällisyyden sisällyttäminen on alle yksi kymmeneen⁷ sisällytettyjä nukleotideja. Ne koostuvat myös 3 ′ - 5 ′ oikolukutoiminnasta, jossa ne voivat poistaa sisällytetyt epätäsmällisyydet lopusta. Toisaalta epäsuhta voidaan korjata replikoinnin jälkeisten epäsuhdan korjausmekanismien avulla. Lopullinen virheiden sisällytysaste on alle yksi kymmeneen⁹ sisällytettyjä nukleotideja.

Kuva 1: DNA: n replikaatio

In vitro DNA: n replikaatio suoritetaan keinotekoisten DNA -alukkeiden ja DNA -polymeraasien avulla, jotka eristetään bakteereista. Polymeraasiketjureaktio (PCR) on molekyylibiologinen tekniikka, jota käytetään DNA: n in vitro replikointiin. PCR: ssä käytetty entsyymi on Taq -polymeraasi. Käyttämällä paria DNA -alukkeita PCR syntetisoi DNA -fragmentteja tunnetusta sekvenssistä.

Mikä on transkriptio

Transkriptio on prosessi, jossa DNA -sekvenssi kopioidaan RNA: ksi entsyymin, RNA -polymeraasin, avulla. Geenit transkriboidaan mRNA: ksi geeniekspression käynnistämiseksi. RNA -polymeraasi syntetisoi mRNA: n primaarisen transkriptin lukemalla antisense -DNA -juosteen 3 ' - 5' suunnasta. Tuloksena oleva RNA -juoste on täydentävä ja vastakkainen templaatin kanssa. Se syntetisoidaan suunnasta 5 ′ 3 ′. Geeni koostuu sekä koodaavasta sekvenssistä että säätelysekvensseistä. Koodaava sekvenssi koodaa proteiinin aminohapposekvenssiä, kun taas säätelevät sekvenssit säätelevät geenin ilmentymistä.

Kuva 2: Transkriptio RNA -polymeraasissa

Transkriptio aloitetaan sitomalla RNA -polymeraasi promoottoriin transkriptiotekijöiden avulla. Sitoutuminen muodostaa transkriptiokuplan, joka koostuu noin 14 emästä kelattavaa kaksijuosteista promoottoria. Transkription aloituskohdan valitsemisen jälkeen nukleotidit lisätään RNA -polymeraasilla. Transkription päätyttyä polyadenylaattihäntä lisätään ensisijaisen transkription 3' -päähän. Eukaryooteissa polyadenylaatiota, 5'-päättämistä ja eksonien silmukointia kutsutaan yhdessä transkription jälkeisiksi modifikaatioiksi. Geenit voivat myös koodata ei-koodaavia RNA: ita, rRNA: ita ja tRNA: ita, mikä siten auttaa proteiinien syntetisoinnissa, säätelyssä ja prosessoinnissa.

Ero DNA -replikaation ja transkription välillä

Määritelmä

DNA kopiointi: DNA: n replikaatio tuottaa kaksi tarkkaa kopiota alkuperäisestä kaksijuosteisesta DNA-molekyylistä. Jokainen uusi juoste koostuu yhdestä alkuperäisestä DNA -juosteesta.

Transkriptio: Transkriptio tuottaa yksijuosteisen RNA-molekyylin käyttämällä kaksijuosteista DNA: ta.

Toiminto

DNA kopiointi: Se välittää koko genomin jälkeläisilleen.

Transkriptio: Se tuottaa tietyn geenin RNA -kopioita.

Entsyymi vaaditaan

DNA kopiointi: Topoisomeraasi, helikaasi, DNA -primaasi ja DNA -ligaasi.

Transkriptio: Transkriptaasi (DNA -helikaasin tyyppi) ja RNA -polymeraasi.

Esiintyminen solujaksossa

DNA kopiointi: Se tapahtuu S -vaiheessa, kun solu valmistautuu jakautumiseen.

Transkriptio: Se tapahtuu G1- ja G2 -vaiheissa, kun solu tarvitsee syntetisoida proteiineja.

Nukleotidiprekursorit

DNA kopiointi: Se käyttää dATP: tä, dGTP: tä, dTTP: tä ja dCTP: tä esiasteina.

Transkriptio: Se käyttää ATP: tä, UTP: tä, GTP: tä ja CTP: tä lähtöaineina.

Uskollisuus

DNA kopiointi: DNA -polymeraasi ylläpitää suurta uskollisuutta 3' -5' -eksonukleaasiaktiivisuutensa kautta.

Transkriptio: RNA -polymeraasi säilyttää vähemmän uskollisuutta verrattuna DNA -polymeraasiin.

Uuden ketjun pituus

DNA kopiointi: Se syntetisoi pitkiä DNA -säikeitä.

Transkriptio: Se syntetisoi suhteellisen lyhyitä RNA -juosteita.

Bond

DNA kopiointi: Äskettäin syntetisoitu DNA -juoste sidotaan templaattiinsa vetysidoksilla.

Transkriptio: Transkriptoitu RNA erottuu mallistaan.

Alukkeet

DNA kopiointi: DNA -polymeraasi vaatii RNA -alukkeen replikaation aloittamiseksi.

Transkriptio: RNA -polymeraasi ei vaadi alukkeita.

Okazakin fragmentti

DNA kopiointi: Jäljellä oleva juoste tuottaa Okazaki -fragmentteja.

Transkriptio: Transkriptio tapahtuu vain 5 ′ - 3 ′ suunnassa, lukuun ottamatta Okazaki -fragmentteja.

Tuotteet

DNA kopiointi: Tuotetaan kaksi tytärlankaa.

Transkriptio: Tuotetaan mRNA, tRNA, rRNA ja ei-koodaava RNA, kuten mikroRNA.

Tuotteiden kohtalo

DNA kopiointi: Replikoitu DNA jää ytimeen.

Transkriptio: Suuri osa tuotteesta kulkee sytoplasmaan.

Tuotteiden elinikä

DNA kopiointi: Replikoitu DNA säilyy jälkeläisten kautta.

Transkriptio: Useimmat RNA: t hajoavat jo ennen niiden toimintaa.

Käsittely

DNA kopiointi: Äskettäin syntetisoitua DNA: ta ei käsitellä.

Transkriptio: Transkriptoidut RNA: t käyvät läpi transkription jälkeisiä muutoksia.

Johtopäätös

DNA: n replikaatio tapahtuu, kun solu valmistautuu solunjakautumiseen. Tällöin koko organismin genomi replikoituu kerralla. Näin ollen molemmat säikeet toimivat replikoinnin malleina. Replikointihaarukassa johtava juoste syntetisoidaan jatkuvasti ja jäljellä oleva juoste syntetisoidaan Okazaki -fragmenttien kautta. Lopuksi DNA -polymeraasien pitäisi säilyttää korkea uskollisuus, koska jäljennös tulee olemaan jälkeläisten genomi. Transkriptiossa geenit kopioidaan RNA: han proteiinien syntetisoimiseksi solutoimintoja varten. Vain antisense -juoste transkriboidaan, koska RNA on yksijuosteinen molekyyli. RNA-polymeraasit säilyttävät vähemmän uskollisuutta verrattuna DNA-polymeraaseihin, koska RNA: t ovat lyhytikäisiä. Siksi tärkein ero DNA: n replikaation ja transkription välillä on niiden lopullisissa tuotteissa.

Viite: 1. "DNA kopiointi". Wikipedia, ilmainen tietosanakirja, 2017. https://en.wikipedia.org/wiki/DNA_replication. Käytetty 19. helmikuuta 20172. “Molecular Mechanism of DNA replication”. KHANACEDAMY, 2017. https://www.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna-replication/a/molecular-mechanism-of-dna-replication. Käytetty 19. helmikuuta 20173. “Transcription (biology)”. Wikipedia, ilmainen tietosanakirja, 2017. https://en.wikipedia.org/wiki/Transcription_(biology). Käytetty 19. helmikuuta 20174. Sagar Aryal, “Difference between Replication and Transcription”. MICROBIOLOGY INFO, Online Microbiology Notes, 2014. http://www.microbiologyinfo.com/difference-replication-transcription/. Käytetty 19. helmikuuta 2017

Kuva: 1. "DNA: n replikaatio en.svg". LadyofHats Mariana Ruiz - Oma työ (julkinen) Commons Wikimedia2: n kautta. "RNAP TEC small.jpg". Abbondanzieri englanninkielisessä Wikipediassa - Luotu renderointiohjelmalla Protein Explorer käyttäen koordinaatteja 1H38, jotka on talletettu RCSB PDB -varastoon (Public Domain) Commons Wikimedian kautta