主要区别 - 原核与真核 DNA 复制

原核和真核 DNA 复制发生在细胞分裂开始之前。 DNA 复制是一个生物学过程，通过该过程，从单个原始 DNA 分子合成两个基因相同的 DNA 副本。 DNA 复制确保每个子细胞都能接收到父母遗传物质的精确副本。 DNA 复制是由一类称为 DNA 聚合酶的酶进行的。原核和真核 DNA 复制都是半保守的 DNA 复制，其中在子细胞中可以找到一条旧链和一条新链。尽管 DNA 复制过程在原核生物和真核生物中几乎相似，但由于遗传物质的大小和复杂性，可能会出现一些差异。这 主要区别 原核生物和真核生物的 DNA 复制之间是 原核 DNA 复制通过单个复制起点发生，而真核 DNA 复制通过多个复制起点发生.

涵盖的关键领域

1.什么是原核DNA复制 – 定义、特征、机制 2.什么是真核DNA复制 – 定义、特征、机制 3. 原核和真核 DNA 复制有何相似之处 – 共同特征概要 4.原核和真核DNA复制有什么区别 – 主要差异的比较

关键词：DNA 聚合酶、真核 DNA 复制、滞后链、前导链、复制起点、RNA 引物、原核 DNA 复制、复制泡、复制叉

什么是原核 DNA 复制

原核 DNA 复制是原核生物（如细菌和古细菌）将其基因组复制为第二个副本的过程，该副本可以转化为子细胞。原核生物由细胞质中的双链环状 DNA 分子组成。原核 DNA 包含单个复制起点。 DNA解旋酶通过破坏含氮碱基之间的氢键在复制起点解开DNA。由此产生的 Y 形结构称为 复制叉。 由于原核 DNA 包含一个复制起点，因此在复制过程中仅形成两个复制叉。这两个复制叉是双向处理的。单链 DNA 结合蛋白 (SSB) 稳定两条解开的链，作为复制的模板链。 RNA 引物酶合成了一个 5 到 10 个碱基对的长 RNA 引物，它与模板链互补。

图 1：原核生物中的 DNA 复制

三种类型的 DNA 聚合酶参与原核 DNA 复制； DNA 聚合酶 I、II 和 III。原核 DNA 复制的起始和延伸均由 DNA 聚合酶 III 进行。 DNA 聚合酶 III 在 5' 到 3' 方向添加核苷酸。由于 DNA 双螺旋的反平行性质，一条链从 5' 到 3' 方向（前导链）。另一条链从 3' 到 5' 方向（滞后链）。由于滞后链需要不断地使用 RNA 引物才能在 5' 到 3' 方向合成 DNA，因此不断形成新的 DNA 片段，称为冈崎片段。缺口填充和 DNA 修复由 DNA 聚合酶 I 和 II 进行。 RNA 引物被 DNA 聚合酶 I 去除。 DNA 在原核生物中的复制过程如图 1 所示。

什么是真核 DNA 复制

真核生物 DNA 复制是真核生物基因组在细胞分裂之前复制的过程。尽管真核DNA复制的基本机制与原核DNA复制相似，但由于真核DNA的大小和结构不同，存在一些差异。真核 DNA 是双链线性分子。真核DNA的量是原核DNA的50倍左右。此外，真核 DNA 与细胞核内的组蛋白紧密结合。因此，DNA 复制分三步进行；起始、延长和终止。

引发

真核 DNA 复制通过多个复制起点进行。多个复制起点在每个染色体上形成多个复制泡。 DNA 解旋酶和 SSB 参与每个复制起点的两个模板的展开和稳定。

伸长

在延伸过程中，DNA 聚合酶将新的核苷酸添加到现有的 3' 末端。参与真核 DNA 复制的三种类型的 DNA 聚合酶是 DNA 聚合酶 α、δ 和 ε。 DNA 聚合酶 α 启动 DNA 复制，而 DNA 聚合酶 δ 和 ε 参与延伸。 DNA 聚合酶 α 还需要 RNA 引物来合成新的 DNA 链，而引物会被 DNA 聚合酶 β 去除。前导链和滞后链的形成方式与原核 DNA 复制相同。真核DNA复制延伸如图2所示。

图 2：伸长率

终止

一旦一个复制泡沫的前导链遇到第二个复制泡沫的滞后链，复制过程就会停止。然后，去除 RNA 引物，间隙由自由漂浮的 DNA 聚合酶填充。切口由 DNA 连接酶连接。多个复制气泡如图3所示。

图 3：多个复制气泡

原核和真核 DNA 复制之间的相似性

原核和真核 DNA 复制的区别

定义

原核DNA复制： 原核 DNA 复制是原核生物复制其整个基因组以将第二个拷贝传递给子细胞的过程。

真核DNA复制： 真核生物 DNA 复制是真核生物基因组在细胞分裂之前复制的过程。

发生

原核DNA复制： 原核DNA复制是一个连续的过程。

真核DNA复制： 真核 DNA 复制发生在细胞周期的 S 期。

地点

原核DNA复制： 原核 DNA 复制发生在细胞质中。

真核DNA复制： 真核 DNA 复制发生在细胞核中。

DNA的类型

原核 DNA 复制： 原核 DNA 是环状和双链的。

真核DNA复制： 真核 DNA 是线性和双链末端。

DNA的量

原核 DNA 复制： 有少量原核DNA。

真核DNA复制： 真核DNA的数量是原核DNA数量的50倍。

包装

原核DNA复制： 原核 DNA 通过包裹组蛋白样蛋白质分子形成环状结构。

真核DNA复制： 真核 DNA 形成核小体并显示出更高阶的包装。

复制的起源

原核DNA复制： 原核 DNA 由单个复制起点组成。

真核DNA复制： 真核 DNA 由多个复制起点组成（超过 1000 个）。

DNA聚合酶

原核DNA复制： 原核 DNA 复制由 DNA 聚合酶 I 和 III 进行。

真核DNA复制： 真核 DNA 复制由 DNA 聚合酶 α、δ 和 ε 进行。

冈崎碎片的大小

原核 DNA 复制： Okazaki 片段比较大，长度为 1000-2000 个核苷酸。

真核DNA复制： 冈崎片段很小，长度约为 100-200 个核苷酸。

DNA旋转酶

原核DNA复制： DNA促旋酶参与原核DNA复制。

真核DNA复制： 真核生物 DNA 复制不需要 DNA 促旋酶。

DNA复制率

原核DNA复制： 原核 DNA 复制是一个快速过程，每秒添加大约 2000 个核苷酸。

真核DNA复制： 真核 DNA 复制是一个缓慢的过程，每秒添加大约 100 个核苷酸。

结束合成

原核 DNA 复制： 原核 DNA 不含末端。

真核DNA复制： 端粒酶在复制过程中参与真核DNA的末端合成。

复制的最终产品

原核DNA复制： 原核DNA复制的最终产物是两条环状染色体。

真核DNA复制： 真核生物 DNA 复制的最终产物是两个姐妹染色单体。

结论

原核和真核 DNA 复制是涉及细胞分裂前基因组复制的两个过程。原核生物和真核生物的 DNA 复制机制是相似的。然而，由于真核基因组的大小和复杂性，真核 DNA 复制是一个更复杂的过程。因此，真核 DNA 复制是通过形成多个复制起点而发生的。但是，原核 DNA 复制是通过单个复制起点进行的。然而，由于原核 DNA 复制是一个快速过程，两个 DNA 复制过程需要相同的时间。因此，原核和真核 DNA 复制之间的主要区别取决于每种类型基因组的大小和复杂性。

参考：

1. “原核生物中的 DNA 复制”。无边。 N.p.，2016 年 6 月 2 日。网络。在这里可用。 2017 年 8 月 8 日。2.“真核生物中的 DNA 复制”。无边。 N.p.，2016 年 5 月 26 日。网络。在这里可用。 2017 年 8 月 8 日。

图片提供：

1. LadyofHats Mariana Ruiz 的“DNA replication en”——自己的作品。图像重命名自 File:DNA replication.svg，（公共领域），通过 Commons Wikimedia 2。“复制复合体”，Boumphreyfr – 自己的作品（CC BY-SA 3.0），通过 Commons Wikimedia 3。“DNA bubbles2”，Boumphreyfr – 自己的作品（ CC BY-SA 3.0）通过Commons Wikimedia