Unterschied zwischen DNA-Replikation und Transkription
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Hauptunterschied - DNA-Replikation vs. Transkription
Sowohl die DNA-Replikation als auch die Transkription sind an der Bindung komplementärer Nukleotide in DNA beteiligt, wodurch neue DNA- bzw. RNA-Stränge entstehen. Bei der DNA-Replikation produziert DNA zwei genaue Repliken des gesamten Genoms, um sich der Zellteilung zu unterziehen. Andererseits ist die Transkription der erste Schritt der Genexpression, bei der die für die Zellfunktion notwendigen Proteine produziert werden. Bei der Transkription werden nur kleine DNA-Sequenzen in RNA transkribiert. Das Hauptunterschied zwischen DNA-Replikation und Transkription ist das DNA-Replikation ist der Prozess der Herstellung einer exakten Replik des Genoms, während die Transkription die Übertragung genetischer Informationen eines bestimmten DNA-Segments in RNA ist.
Dieser Artikel studiert,
1. Was ist DNA-Replikation?
- Definition, Funktion, Prozess, Merkmale
2. Was ist Transkription?
- Definition, Funktion, Prozess, Merkmale
3. Was ist der Unterschied zwischen DNA-Replikation und Transkription?
Was ist DNA-Replikation?
DNA-Replikation wird als Herstellung von zwei exakten Replikaten von DNA aus einem ursprünglichen DNA-Molekül bezeichnet. Die in der DNA gespeicherte genetische Information wird durch die Nachkommenschaft durch die Replikation der DNA vererbt. Während der Replikation dienen beide DNA-Stränge als Schablonen. Daher wird davon ausgegangen, dass die Replikation der DNA halbkonservativ erfolgt.
Die DNA-Replikation wird am Replikationsursprung in jedem Chromosom initiiert. Der Prozess wird von der Gruppe der Enzyme durchgeführt, die als DNA-Polymerasen bezeichnet wird. DNA-Polymerase erfordert einen kurzen RNA-Strang, der als Primer bezeichnet wird, um die Replikation zu initiieren. Das Abwickeln der Doppelhelix im Genom erzeugt die Replikationsgabeln. An der Replikationsgabel sind verschiedene Enzyme mit der Replikation verbunden. Die DNA-Replikation erfolgt bidirektional an der Replikationsgabel. Der neue DNA-Strang, der kontinuierlich synthetisiert wird, wird als führender Strang bezeichnet. Der andere Strang, der als Stücke mit der Bezeichnung Okazaki-Fragmente synthetisiert wird, wird als nacheilender Strang bezeichnet.
DNA-Polymerase synthetisiert den neuen Strang durch Zugabe von Nukleotiden, die zu der Matrize komplementär sind. Die Zugabe von Nukleotiden erfolgt in 3'-Richtung zu 5 ', beginnend am 3'-Ende der vorhandenen Nukleotidkette. Das Zuckerphosphat-Rückgrat wird durch die Bildung der Phosphodiester-Bindung zwischen der proximalen Phosphatgruppe und dem 3'-OH des Pentoseringes des eingehenden Nukleotids gebildet. Topoisomerase, Helikase, DNA-Primase und DNA-Ligase sind die anderen an der DNA-Replikation beteiligten Enzyme. Die DNA-Replikation wird an den Telomerregionen des Chromosoms beendet.
Normalerweise behalten DNA-Polymerasen eine hohe Genauigkeit bei, da der Einbau einer Fehlpaarung weniger als eins in 10 beträgt7 eingebaute Nukleotide. Sie bestehen auch aus der 3'- bis 5'-Korrekturarbeit, bei der sie die eingebauten Fehlanpassungen vom Ende entfernen können. Auf der anderen Seite können Fehlanpassungen durch Mechanismen zur Korrektur von Fehlanpassungen nach der Replikation behoben werden. Die endgültige Fehlerintegrationsrate beträgt weniger als eins zu 109 eingebaute Nukleotide.
Abbildung 1: DNA-Replikation
Im in vitro Die DNA-Replikation erfolgt mit Hilfe künstlicher DNA-Primer und DNA-Polymerasen, die aus Bakterien isoliert werden. Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist die molekularbiologische Technik, die für verwendet wird in vitro Replikation von DNA. Das in der PCR verwendete Enzym ist Taq Polymerase. Durch Verwendung eines Paares von DNA-Primern synthetisiert die DNA DNA-Fragmente aus einer bekannten Sequenz.
Was ist Transkription?
Transkription ist der Vorgang des Kopierens einer DNA-Sequenz in RNA mit Hilfe des Enzyms RNA-Polymerase. Gene werden in mRNAs transkribiert, um die Genexpression zu initiieren. RNA-Polymerase synthetisiert das mRNA-Primärtranskript durch Lesen des Antisense-DNA-Strangs aus der 3'-Richtung in die 5'-Richtung. Der resultierende RNA-Strang ist komplementär und antiparallel zu der Matrize. Es wird von 5 'nach 3' Richtung synthetisiert. Ein Gen besteht sowohl aus einer kodierenden Sequenz als auch aus regulatorischen Sequenzen. Die kodierende Sequenz kodiert für die Aminosäuresequenz eines Proteins, während die regulatorischen Sequenzen die Genexpression regulieren.
2: Transkription bei RNA-Polymerase
Die Transkription wird durch die Bindung von RNA-Polymerase an den Promotor mit Hilfe von Transkriptionsfaktoren initiiert. Die Bindung bildet eine Transkriptionsblase, die aus etwa 14 Basen des abgewickelten doppelsträngigen Promotors besteht. Nach der Selektion der Transkriptionsinitiationsstelle werden Nukleotide durch RNA-Polymerase hinzugefügt. Bei Beendigung der Transkription wird ein Polyadenylat-Schwanz an das 3'-Ende des Primärtranskriptes angefügt. In Eukaryoten werden Polyadenylierung, 5'-Endcapping und das Spleißen von Exons zusammen als posttranskriptionelle Modifikationen bezeichnet. Gene können auch für nicht kodierende RNAs, rRNAs und tRNAs kodieren, die folglich beim Synthetisieren, Regulieren und Verarbeiten von Proteinen helfen.
Unterschied zwischen DNA-Replikation und Transkription
Definition
DNA Replikation: Die DNA-Replikation erzeugt zwei exakte Repliken des ursprünglichen doppelsträngigen DNA-Moleküls. Jeder der neuen Stränge besteht aus einem ursprünglichen DNA-Strang.
Transkription: Die Transkription erzeugt ein einzelsträngiges RNA-Molekül unter Verwendung der doppelsträngigen DNA.
Funktion
DNA Replikation: Es überträgt das gesamte Genom an seine Nachkommen.
Transkription: Es erzeugt RNA-Kopien eines bestimmten Gens.
Enzym erforderlich
DNA Replikation: Topoisomerase, Helicase, DNA-Primase und DNA-Ligase.
Transkription: Transkriptase (Typ der DNA-Helicase) und RNA-Polymerase.
Vorkommen im Zellzyklus
DNA Replikation: Sie tritt in der S-Phase auf, wenn sich die Zelle auf die Teilung vorbereitet.
Transkription: Es kommt in G1- und G2-Phasen vor, wenn die Zelle Proteine synthetisieren muss.
Nukleotidvorläufer
DNA Replikation: Als Vorläufer werden dATP, dGTP, dTTP und dCTP verwendet.
Transkription: Es nutzt ATP, UTP, GTP und CTP als Vorläufer.
Treue
DNA Replikation: Die DNA-Polymerase behält durch ihre 3'- bis 5'-Exonuklease-Aktivität eine hohe Genauigkeit.
Transkription: RNA-Polymerase hat im Vergleich zu DNA-Polymerase eine geringere Genauigkeit.
Länge des neueren Strangs
DNA Replikation: Es synthetisiert lange DNA-Stränge.
Transkription: Es synthetisiert vergleichsweise kurze RNA-Stränge.
Bindung
DNA Replikation: Ein neu synthetisierter DNA-Strang wird durch Wasserstoffbrücken an sein Templat gebunden.
Transkription: Transkribierte RNA trennt sich von ihrer Vorlage.
Grundierungen
DNA Replikation: DNA-Polymerase erfordert einen RNA-Primer zur Initiierung der Replikation.
Transkription: RNA-Polymerase erfordert keine Primer.
Okazaki-Fragment
DNA Replikation: Der nacheilende Strang erzeugt Okazaki-Fragmente.
Transkription: Die Transkription erfolgt nur in 5 'bis 3'-Richtung, mit Ausnahme der Okazaki-Fragmente.
Produkte
DNA Replikation: Es werden zwei Tochterstränge produziert.
Transkription: Die mRNA, tRNA, rRNA und nicht kodierende RNA wie microRNA werden hergestellt.
Schicksal der Produkte
DNA Replikation: Replizierte DNA bleibt im Zellkern.
Transkription: Ein größerer Teil des Produkts gelangt in das Zytoplasma.
Lebensdauer der Produkte
DNA Replikation: Replizierte DNA wird durch Nachkommen konserviert.
Transkription: Die meisten RNAs werden bereits vor dem Funktionieren abgebaut.
wird bearbeitet
DNA Replikation: Neu synthetisierte DNA wird keiner Verarbeitung unterzogen.
Transkription: Transkribierte RNAs unterliegen posttranskriptionellen Modifikationen.
Fazit
Die DNA-Replikation findet statt, wenn sich die Zelle auf die Zellteilung vorbereitet. Dabei wird das gesamte Genom eines Organismus auf einmal repliziert. Daher dienen beide Stränge als Vorlagen für die Replikation. In der Replikationsgabel wird der führende Strang kontinuierlich synthetisiert, und der verzögerte Strang wird durch Okazaki-Fragmente synthetisiert. Schließlich sollten DNA-Polymerasen ein hohes Maß an Genauigkeit aufweisen, da die Nachbildung das Genom der Nachkommen sein wird. Bei der Transkription werden Gene in RNA kopiert, um Proteine für die Zellfunktionen zu synthetisieren. Nur der Antisense-Strang wird transkribiert, da RNA ein einzelsträngiges Molekül ist. RNA-Polymerasen haben im Vergleich zu DNA-Polymerasen eine geringere Genauigkeit, da RNAs nur von kurzer Dauer sind. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen DNA-Replikation und Transkription in den Endprodukten.
Referenz:
1. "DNA-Replikation". Wikipedia, die freie Enzyklopädie, 2017. https://en.wikipedia.org/wiki/DNA_replication. Abgerufen am 19. Februar 2017
2. "Molekularer Mechanismus der DNA-Replikation". KHANACEDAMY, 2017. https://www.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna-replication/a/molecular-mechanism-of-dna-replication. Abgerufen am 19. Februar 2017
3. "Transkription (Biologie)". Wikipedia, die freie Enzyklopädie, 2017. https://en.wikipedia.org/wiki/Transcription_(biology). Abgerufen am 19. Februar 2017
4. Sagar Aryal, "Unterschied zwischen Replikation und Transkription". MICROBIOLOGY INFO, Online Microbiology Notes, 2014. http://www.microbiologyinfo.com/difference-replication-transcription/. Abgerufen am 19. Februar 2017
Bildhöflichkeit:
1. "DNA replication en.svg". Von LadyofHats Mariana Ruiz - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. “RNAP TEC small.jpg”. Von Abbondanzieri in der englischen Wikipedia - Erstellt mit dem Rendering-Programm Protein Explorer unter Verwendung der Koordinaten 1H38, die beim RCSB PDB-Repository (Public Domain) über Commons Wikimedia hinterlegt wurden
