Ключевая разница – синтез ДНК и РНК
Синтез ДНК - это процесс синтеза двухцепочечной ДНК посредством полуконсервативной репликации с использованием ферментов. Синтез РНК представляет собой процесс синтеза РНК посредством процесса транскрипции с использованием метода, опосредованного ферментами. Ключевое различие между синтезом ДНК и РНК заключается в типе фермента, используемого для процесса. При синтезе ДНК ДНК-полимераза является основным ферментом, тогда как при синтезе РНК используется РНК-полимераза.
Что такое синтез ДНК?
Синтез ДНК, также известный как репликация ДНК, представляет собой процесс, в котором новая двухцепочечная ДНК синтезируется с использованием матрицы родительской ДНК. Репликация ДНК происходит в ядре эукариот. Он известен как полуконсервативный метод репликации, поскольку он создает одну копию исходной цепи и одну копию новой цепи. Репликация ДНК регулируется ферментом, называемым ДНК-полимеразой. Репликация начинается с раскручивания двухцепочечной родительской ДНК с помощью ДНК-хеликазы.
ДНК-полимераза работает в направлении от 5’ к 3’ для синтеза новой цепи. Этому ферменту требуется группа 3’ОН для добавления новых нуклеотидов во время репликации. Кроме того, ДНК-полимеразе требуется короткий РНК-праймер для инициации репликации, поскольку она не может инициировать репликацию сама по себе. Цепь, которая синтезируется в направлении от 5’ к 3’, известна как ведущая цепь, и ее можно синтезировать непрерывно.
Рисунок 01: Синтез ДНК
Новая цепочка, идущая от 3’ к 5’ направлению, не может непрерывно синтезироваться, так как у нее нет свободного 3’-конца. Поэтому с помощью множества коротких олигомеров (праймеров) синтезируются короткие нити новой ДНК. Эти короткие нити известны как фрагменты Окадзаки. Эти фрагменты Окадзаки позже лигируют с использованием ДНК-лигазы. Эта нить известна как отстающая нить. В конце процесса образуется новая двухцепочечная ДНК, подобная исходной ДНК.
Что такое синтез РНК?
Синтез РНК - это процесс, при котором одноцепочечная РНК синтезируется с помощью двухцепочечной ДНК. В центральной догме жизни это известно как транскрипция. Транскрипция эукариот происходит в ядре. Ключевым ферментом, используемым в транскрипции или синтезе РНК, является РНК-полимераза. Транскрипция также происходит в направлении от 5’ к 3’.
Рисунок 02: Транскрипция
РНК-полимераза идентифицирует матричную цепь исходной ДНК, связываясь с промоторными участками цепи ДНК. Промоторные сайты различаются в зависимости от клеточной системы организма (эукариотической или прокариотической). Как только промотор идентифицируется РНК-полимеразой, она начинает транскрипцию в месте инициации транскрипции. РНК-полимераза добавляет нуклеотиды к свободному 3'-концу и не требует матрицы для инициации транскрипции. Сначала образуется гибрид ДНК:РНК, который затем исчезает, а по окончании синтеза РНК синтезированная нить направляется в цитоплазму клетки для синтеза белка (трансляции).
Каковы сходства между синтезом ДНК и РНК?
- И ДНК, и синтез РНК катализируются ферментами.
- И то, и другое происходит в ядре эукариот и цитоплазме прокариот.
- Оба регулируются временем и условиями pH.
- Синтез ДНК и РНК состоит из трех основных фаз: инициации, элонгации и терминации
- Оба являются двумя важными этапами центральной догмы жизни.
- Оба происходят в направлении от 5’ до 3’.
В чем разница между синтезом ДНК и РНК?
ДНК против синтеза РНК |
|
| Синтез ДНК - это процесс синтеза новой двухцепочечной ДНК, которая является идентичной копией исходной молекулы ДНК. | Синтез РНК - это процесс синтеза молекулы РНК, которая является копией определенного сегмента нити ДНК |
| Фаза клеточного цикла | |
| Репликация ДНК происходит во время S фазы интерфазы. | Транскрипция происходит во время фаз G1 и G2 интерфазы. |
| Формирование фрагментов Окадзаки | |
| Фрагменты Оказаки образуются при синтезе ДНК. | Фрагменты Оказаки не образуются при синтезе РНК. |
| Требования к праймерам | |
| Праймеры необходимы для синтеза ДНК. | Праймеры не требуются для синтеза РНК. |
| Вовлеченный фермент | |
| ДНК-полимераза, геликаза, топоизомераза и лигаза – ферменты, участвующие в синтезе ДНК. | РНК-полимераза является основным ферментом, участвующим в транскрипции. |
| Синонимы | |
| Синтез ДНК также известен как репликация ДНК. | Синтез РНК также известен как транскрипция. |
| Исходный материал (шаблон) | |
| Двухцепочечная родительская ДНК используется в качестве матрицы в синтезе ДНК. | Одна цепь ДНК используется в качестве матрицы во время транскрипции. |
| Количество произведенных нитей | |
| Синтез ДНК дает две новые нити ДНК. | Синтез РНК дает только одну цепь РНК. |
| Инициация процесса | |
| Синтез ДНК инициируется в точке начала репликации. | Синтез РНК инициируется в промоторной области. |
| Регионы промоутеров | |
| Промоторная область не участвует в синтезе ДНК. | Промоторная область необходима для синтеза РНК. |
Резюме – синтез ДНК и РНК
Репликация и транскрипция называются двумя основными процессами, в которых синтезируются ДНК и РНК. Синтез или репликация ДНК происходит путем раскручивания двойных цепей, и обе нити приводят к образованию дочерней двухцепочечной ДНК. В этом процессе в основном участвовала ДНК-полимераза наряду с другими ферментами. Синтез РНК использует одну цепь ДНК для синтеза РНК с помощью РНК-полимеразы. Оба происходят в направлении от 5 до 3 футов.
