主な違い–原核生物と真核生物のDNA複製

原核生物と真核生物のDNA複製は、細胞分裂が始まる前に起こります。 DNA複製は、2つの遺伝的に同一のDNAレプリカが単一の元のDNA分子から合成される生物学的プロセスです。 DNA複製により、各娘細胞が親の遺伝物質の正確なコピーを確実に受け取ることができます。 DNA複製は、DNAポリメラーゼと呼ばれる酵素のクラスによって実行されます。原核生物と真核生物の両方のDNA複製は、半保存的DNA複製であり、娘細胞に1本の古い鎖と1本の新しい鎖が見られます。 DNA複製のプロセスは、原核生物と真核生物の両方でほぼ同じですが、遺伝物質のサイズと複雑さのために、いくつかの違いが生じる可能性があります。 NS 主な違い 原核生物と真核生物のDNA複製の間は 原核生物のDNA複製は単一の複製起点を介して発生しますが、真核生物のDNA複製は複数の複製起点を介して発生します.

対象となる主要分野

1.原核生物のDNA複製とは –定義、機能、メカニズム 2.真核生物のDNA複製とは –定義、機能、メカニズム 3.原核生物と真核生物のDNA複製の類似点は何ですか –共通機能の概要 4.原核生物と真核生物のDNA複製の違いは何ですか –主な違いの比較

重要な用語：DNAポリメラーゼ、真核生物のDNA複製、ラギングストランド、リーディングストランド、複製起点、RNAプライマー、原核生物のDNA複製、複製バブル、複製フォーク

原核生物のDNA複製とは

原核生物のDNA複製は、細菌や古細菌などの原核生物がゲノムを複製して2番目のコピーにし、娘細胞に変換するプロセスです。原核生物は、細胞質内の二本鎖環状DNA分子で構成されています。原核生物のDNAは単一の複製起点を構成します。 DNAヘリカーゼは、窒素塩基間の水素結合を切断することにより、複製起点でDNAを巻き戻します。結果として得られるY字型の構造は レプリケーションフォーク。 原核生物のDNAには単一の複製起点が含まれているため、複製プロセス中に形成される複製フォークは2つだけです。これらの2つのレプリケーションフォークは双方向に処理されます。一本鎖DNA結合タンパク質（SSB）は、複製のテンプレート鎖として機能する2本の巻き戻された鎖を安定化します。酵素であるRNAプライマーゼは、テンプレート鎖に相補的な5〜10塩基対の長さのRNAプライマーを合成します。

図1：原核生物におけるDNA複製

原核生物のDNA複製には3種類のDNAポリメラーゼが関与しています。 DNAポリメラーゼI、II、およびIII。原核生物のDNA複製の開始と伸長の両方は、DNAポリメラーゼIIIによって実行されます。 DNAポリメラーゼIIIは、5 'から3'の方向にヌクレオチドを追加します。 DNA二重らせんの逆平行性により、1本の鎖は5 'から3'の方向に走っています（リーディング鎖）。もう一方のストランドは3 'から5'の方向に走っています（遅れているストランド）。ラギング鎖は5 'から3'方向にDNAを合成するためにRNAプライマーを継続的に必要とするため、岡崎フラグメントと呼ばれるDNAの新しいフラグメントが継続的に形成されます。ギャップフィリングとDNA修復は、DNAポリメラーゼIとIIによって実行されます。 RNAプライマーはDNAポリメラーゼIによって除去されます。原核生物におけるDNA複製のプロセスを図1に示します。

真核生物のDNA複製とは

真核生物のDNA複製は、細胞分裂の前に真核生物のゲノムが複製されるプロセスです。真核生物のDNA複製の基本的なメカニズムは原核生物のDNA複製と似ていますが、真核生物のDNAのサイズと構造によっていくつかの違いがあります。真核生物のDNAは二本鎖の線状分子です。真核生物のDNAの量は原核生物のDNAの約50倍です。さらに、真核生物のDNAは、細胞の核内にヒストンが密に詰まっています。したがって、DNA複製は3つのステップで発生します。開始、延長、および終了。

印心

真核生物のDNA複製は、複数の複製起点を介して発生します。複数の複製起点は、染色体ごとにいくつかの複製バブルを形成します。 DNAヘリカーゼとSSBは、複製起点ごとに2つのテンプレートの巻き戻しと安定化に関与します。

伸長

伸長中、DNAポリメラーゼは既存の3 '末端に新しいヌクレオチドを追加します。真核生物のDNA複製に関与する3種類のDNAポリメラーゼは、DNAポリメラーゼα、δ、およびεです。 DNAポリメラーゼαはDNA複製を開始しますが、DNAポリメラーゼδとεは伸長に関与します。 DNAポリメラーゼαはまた、新しいDNA鎖を合成するためにRNAプライマーを必要とし、プライマーはDNAポリメラーゼβによって除去されます。リーディング鎖とラギング鎖は、原核生物のDNA複製と同じ方法で形成されます。真核生物のDNA複製伸長を図2に示します。

図2：伸び

終了

1つのレプリケーションバブルの先頭のストランドが2番目のレプリケーションバブルの遅れているストランドと出会うと、レプリケーションプロセスが停止します。次に、RNAプライマーが除去され、ギャップは自由に浮遊するDNAポリメラーゼによって埋められます。ニックはDNAリガーゼによって結合されています。複数のレプリケーションバブルを図3に示します。

図3：複数のレプリケーションバブル

原核生物と真核生物のDNA複製の類似点

原核生物と真核生物のDNA複製の違い

意味

原核生物のDNA複製： 原核生物のDNA複製は、原核生物がそのゲノム全体を複製して、2番目のコピーを娘細胞に渡すプロセスです。

真核生物のDNA複製： 真核生物のDNA複製は、細胞分裂の前に真核生物のゲノムが複製されるプロセスです。

発生

原核生物のDNA複製： 原核生物のDNA複製は継続的なプロセスです。

真核生物のDNA複製： 真核生物のDNA複製は、細胞周期のS期に起こります。

位置

原核生物のDNA複製： 原核生物のDNA複製は細胞質で起こります。

真核生物のDNA複製： 真核生物のDNA複製は核内で起こります。

DNAの種類

原核生物のDNA複製： 原核生物のDNAは環状で二本鎖です。

真核生物のDNA複製： 真核生物のDNAは線状で、末端が二本鎖です。

DNAの量

原核生物のDNA複製： 少量の原核生物のDNAがあります。

真核生物のDNA複製： 真核生物のDNAの量は原核生物のDNAの量の50倍です。

包装

原核生物のDNA複製： 原核生物のDNAは、ヒストンのようなタンパク質分子を包み込むことによってループのような構造を形成します。

真核生物のDNA複製： 真核生物のDNAはヌクレオソームを形成し、より高次のパッケージングを示します。

複製起点

原核生物のDNA複製： 原核生物のDNAは、単一の複製起点で構成されています。

真核生物のDNA複製： 真核生物のDNAは、複数の複製起点（1000以上）で構成されています。

DNAポリメラーゼ

原核生物のDNA複製： 原核生物のDNA複製は、DNAポリメラーゼIおよびIIIによって実行されます。

真核生物のDNA複製： 真核生物のDNA複製は、DNAポリメラーゼα、δ、およびεによって運ばれます。

岡崎フラグメントのサイズ

原核生物のDNA複製： 岡崎フラグメントは比較的大きく、長さは1000〜2000ヌクレオチドです。

真核生物のDNA複製： 岡崎フラグメントは小さく、長さは約100〜200ヌクレオチドです。

DNAジャイレース

原核生物のDNA複製： DNAジャイレースは原核生物のDNA複製に関与しています。

真核生物のDNA複製： DNAジャイレースは真核生物のDNA複製には必要ありません。

DNA複製率

原核生物のDNA複製： 原核生物のDNA複製は迅速なプロセスであり、1秒あたり約2000ヌクレオチドが追加されます。

真核生物のDNA複製： 真核生物のDNA複製は遅いプロセスであり、毎秒約100ヌクレオチドが追加されます。

合成終了

原核生物のDNA複製： 原核生物のDNAには末端が含まれていません。

真核生物のDNA複製： テロメラーゼは、複製中の真核生物DNAの最終合成に関与しています。

レプリケーションの最終製品

原核生物のDNA複製： 原核生物のDNA複製の最終産物は、2つの環状染色体です。

真核生物のDNA複製： 真核生物のDNA複製の最終産物は、2つの姉妹染色分体です。

結論

原核生物と真核生物のDNA複製は、細胞分裂前のゲノムの複製に関与する2つのプロセスです。原核生物と真核生物の両方のDNA複製のメカニズムは類似しています。ただし、真核生物のゲノムのサイズと複雑さのために、真核生物のDNA複製はより複雑なプロセスです。したがって、真核生物のDNA複製は、複数の複製起点の形成を通じて発生します。しかし、原核生物のDNA複製は、単一の複製起点を介して発生します。ただし、原核生物のDNA複製は迅速なプロセスであるため、両方のDNA複製プロセスに同じ時間がかかります。したがって、原核生物と真核生物のDNA複製の主な違いは、各タイプのゲノムのサイズと複雑さに依存します。

リファレンス：

1.「原核生物におけるDNA複製」。無限。 N.p.、2016年6月2日。Web。こちらから入手できます。 2017年8月8日。2。「真核生物におけるDNA複製」。無限。 N.p.、2016年5月26日。Web。こちらから入手できます。 2017年8月8日。

画像提供：

1.LadyofHatsによる「DNA複製en」MarianaRuiz –自作。画像の名前がFile：DNA Replication.svg（パブリックドメイン）からCommons Wikimedia 2経由で変更されました。「Replicationcomplex」Boumphreyfr著– Commons Wikimedia 3経由の自作（CC BY-SA 3.0） CC BY-SA 3.0）CommonsWikimedia経由