Ключевая разница - линейная и кольцевая ДНК
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) является основной формой хранения генетической информации большинства организмов. Следовательно, структура и функции ДНК очень полезны. ДНК в основном можно найти в двух формах; линейная форма и круговая форма. Линейная ДНК представляет собой форму ДНК, присутствующую в эукариотическом ядре и состоящую из двух свободных концов. Кольцевая ДНК преимущественно встречается у прокариот, тогда как митохондрии, хлоропласты и плазмиды также содержат кольцевую ДНК. Кольцевая ДНК находится в цитоплазме прокариотической клетки, в митохондриях или в хлоропластах. Ключевое различие между линейной и кольцевой ДНК заключается в структурной конформации молекулы. Линейная ДНК приобретает открытую конфигурацию с двумя свободными концами, тогда как кольцевая ДНК достигает закрытой конфигурации без свободных концов.
Что такое линейная ДНК?
Линейная ДНК присутствует в эукариотических геномах внутри клеточного ядра. Линейная ДНК состоит из двух свободных концов и поэтому представляет собой открытую структуру. Линейную ДНК можно выделить и разделить на среде с агарозным гелем, хотя из-за громоздкости ДНК на геле будет наблюдаться мазок. Чтобы изолировать и разделить нужные фрагменты линейной ДНК, ДНК можно разрезать с помощью эндонуклеаз рестрикции, а затем наблюдать на геле.
Рисунок 01: Линейная ДНК
Репликация линейной ДНК - очень сложный процесс, поскольку в нем задействовано множество механизмов. Репликация происходит двунаправленно, при этом формируются две вилки репликации. Линейная ДНК может содержать множество мест начала репликации, поскольку линейная ДНК очень длинная и сложная. Процедура репликации продолжается до тех пор, пока не произойдет терминация при решении проблемы концевой терминации, так как линейная ДНК состоит из теломерных последовательностей.
Что такое кольцевая ДНК?
Циркулярная ДНК - это одно из конформационных устройств ДНК, при котором она приобретает замкнутую структуру. Кольцевая ДНК не имеет отчетливых концов. Кольцевая ДНК обнаружена почти у всех прокариот, за небольшим исключением, в митохондриях и хлоропластах эукариот и в плазмидах. Кольцевая ДНК расположена в цитоплазме клеток прокариот. Кольцевая ДНК может существовать в различных формах, включая суперскрученные формы и кольцевые формы ДНК с разрывами. Когда кольцевая ДНК выделяется и разделяется с помощью электрофореза в агарозном геле, различные формы кольцевой ДНК могут демонстрировать различные миграционные свойства на геле.
Плазмидная ДНК, также называемая внехромосомной кольцевой ДНК, присутствующая в некоторых микроорганизмах, показала большую пользу в области молекулярной биологии и генной инженерии. Плазмиды синтезируются в промышленных масштабах и используются в качестве векторов при молекулярном клонировании. Некоторыми примерами плазмидных векторов являются pBR322, pUC18.
Рисунок 02: Циркуляр ДНК
Репликация кольцевой ДНК значительно отличается от репликации линейной ДНК. Во время процесса репликации присутствует только один источник репликации, и из-за его круговой природы репликация может происходить однонаправленно с образованием одной вилки репликации.
Каковы сходства между линейной и кольцевой ДНК?
- И линейная, и кольцевая ДНК состоят из нуклеиновых кислот дезоксирибозы, содержащих адениновые, гуаниновые, цитозиновые и тиминовые нуклеотиды.
- И линейная, и кольцевая ДНК имеют двухцепочечную спиральную структуру.
- И линейная, и кольцевая ДНК определяют генетические характеристики организмов.
- Как линейную, так и кольцевую ДНК можно разделить с помощью методов электрофореза в агарозном геле.
- Обе формы ДНК могут быть амплифицированы с использованием молекулярных методов, таких как полимеразная цепная реакция.
- И линейная, и кольцевая ДНК обычно используются в диагностике на основе ДНК и в приложениях генной инженерии.
В чем разница между линейной и кольцевой ДНК?
Линейная и кольцевая ДНК |
|
| Линейная ДНК - это форма ДНК, присутствующая в эукариотическом ядре и состоящая из двух свободных концов. | Кольцевая ДНК – это ДНК, имеющая замкнутую конформацию и находящаяся в цитоплазме прокариотической клетки, митохондриях или хлоропластах. |
| Раздача | |
| Линейная ДНК обнаружена в ядре эукариот. | Кольцевая ДНК находится в цитоплазме. |
| Репликация | |
| Репликация линейной ДНК имеет множество источников репликации, и это сложный процесс. | Репликация кольцевой ДНК имеет один источник репликации, и это простой процесс. |
Резюме – Линейная и кольцевая ДНК
Линейная и кольцевая ДНК являются двумя основными формами распределения ДНК в эукариотических и прокариотических клетках соответственно. Линейная ДНК обнаружена в ядре эукариот и состоит из двух свободных концов и сложных последовательностей. Кольцевая ДНК обнаружена у прокариот, а также в митохондриальной и хлоропластной ДНК, имеющей закрытую конформацию. Обе формы ДНК широко используются в молекулярно-биологических и генно-инженерных исследованиях. В этом разница между линейной и кольцевой ДНК.
Загрузить PDF-файл Linear vs Circular DNA
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь: Разница между линейной и кольцевой ДНК
