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DNA-Replikation ist der biologische Prozess, bei dem zwei identische DNA-Replikate aus einem ursprünglichen DNA-Molekül hergestellt werden. Die DNA-Replikation findet in allen lebenden Organismen statt, die als Grundlage für die biologische Vererbung dienen. Jedes Mal, wenn sich eine Zelle teilt, müssen die beiden resultierenden Tochterzellen genau die gleiche genetische Information oder DNA wie die Mutterzelle enthalten. Um dies zu erreichen, fungiert jeder Strang vorhandener DNA als Matrize für die Replikation. Normalerweise erfolgt die Replikation in drei Hauptschritten; das Öffnen der Doppelhelix und die Trennung der DNA-Stränge das Priming des Matrizenstrangs und den Zusammenbau des neuen DNA-Segments.
Transkription
Die Transkription ist der erste Schritt der Genexpression, bei dem ein bestimmter Abschnitt der DNA durch das Enzym RNA-Polymerase in RNA kopiert wird. Sowohl DNA als auch RNA sind Nukleinsäuren, die Basenpaare von Nukleotiden als komplementäre Sprache verwenden.
Die Transkription erfolgt durch das Enzym RNA-Polymerase und eine Reihe von akzessorischen Proteinen, die als Transkriptionsfaktoren bekannt sind. Zusammen bilden RNA-Polymerase und Transkriptionsfaktoren einen Komplex, der als Transkriptionsinitiationskomplex bezeichnet wird. Dieser Komplex initiiert die Transkription und die RNA-Polymerase beginnt mit der mRNA-Synthese, indem sie komplementäre Basen an den ursprünglichen Strang anpasst.
Replikation vs. Transkription: Allgemeine Unterschiede
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Definition
Die DNA-Replikation erzeugt zwei exakte Repliken des ursprünglichen doppelsträngigen DNA-Moleküls, wobei jeder Tochterstrang die Hälfte der ursprünglichen DNA-Doppelhelix enthält. Die Transkription erzeugt ein einzelsträngiges RNA-Molekül unter Verwendung der doppelsträngigen DNA.
Bindung
Bei der Replikation bleibt der neu replizierte DNA-Strang an seinen DNA-Matrizenstrang wasserstoffgebunden, während sich bei der Transkription der neu transkribierte RNA-Strang von seinem DNA-Matrizenstrang trennt.
Produkte
Während der DNA-Replikation verbleiben die Produkte im Kern, während während der Transkription ein größerer Teil des Produkts vom Kern in das Zytoplasma gelangt.
Abwickeln und Aufteilen
Bei der Replikation wird das gesamte DNA-Molekül (Chromosom) abgewickelt und aufgespalten, während bei der Transkription nur die zu transkribierenden Gene abgewickelt und aufgespalten werden.
Was es beinhaltet
Bei der DNA-Replikation wird das gesamte Genom kopiert, während bei der Transkription nur bestimmte einzelne Gene kopiert werden.
Zweck
Die DNA-Replikation dient dem Genom für die nächste Generation von Zellen und Individuen. Andererseits dient die Transkription dazu, DNA-Kopien einzelner Gene zur sofortigen Verwendung in der Proteinsynthese zu erzeugen.
Enzyme
Bei der DNA-Replikation werden die beiden Stränge getrennt und dann wird die komplementäre DNA-Sequenz jedes Strangs durch ein Enzym namens DNA-Polymerase neu erstellt. Andererseits werden bei der Transkription die Codons eines Gens durch die RNA-Polymerase in Boten-RNA kopiert. Diese RNA-Kopie wird dann von einem Ribosom entschlüsselt, das die RNA-Sequenz durch Basenpaarung der Boten-RNA liest, um RNA zu übertragen, die Aminosäure trägt.
Ergebnisse
Bei der Replikation sind das Endergebnis zwei Tochterzellen, während bei der Transkription das Endergebnis ein RNA-Molekül ist.
Auftreten
Die DNA-Replikation findet in der S-Phase des Zellzyklus statt, wenn sich die Zelle auf die Teilung vorbereitet, während die Transkription in der G1- und G2-Phase des Zellzyklus stattfindet, wenn die Zelle Proteine synthetisieren muss.
Stranglänge
Die DNA-Replikation synthetisiert lange DNA-Stränge, während die Transkription relativ kurze Stränge synthetisiert.
Rohes Material
Bei der DNA-Replikation dienen Desoxyribonukleosidtriphosphat (dATP, dGTP, dTTP und Dctp) als Rohstoffe, während bei der Transkription Ribonukleosidtriphosphat (ATP, UTP, GTP, CTP) als Rohstoffe dienen.
Verarbeitung beenden
Bei der DNA-Replikation ist die neu synthetisierte DNA vollkommen normal und unterliegt daher keiner Verarbeitung, während die Transkription primäre RNA-Transkriptmoleküle erzeugt, die verarbeitet werden müssen, um die endgültige Form und Größe zu erhalten.
Katalysator
Die DNA-Replikation wird durch die Enzyme DNA-Polymerase und DNA-Helicase katalysiert, während die Transkription durch die Enzyme Transkriptase und RNA-Polymerase katalysiert wird.
Grundierungen
Bei der DNA-Replikation benötigt die Enzym-DNA-Polymerase einen RNA-Primer für den Beginn der Replikation. Andererseits erfordert das Enzym RNA-Polymerase bei der RNA-Transkription keine Primer.
Produkte
Produkte der DNA-Replikation (zwei Tochterstränge) werden nicht abgebaut, während bei der Replikation Produkte (mRNA, tRNA, rRNA und nicht-kodierende RNA wie Mikro-RNA) abgebaut werden, nachdem ihre Funktion beendet ist.
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Unterschiede zwischen Replikation und Transkription in Tabellenform
| Vergleichsbasis | Reproduzieren | Transkription |
| Definition | Die DNA-Replikation erzeugt zwei exakte Repliken des ursprünglichen doppelsträngigen DNA-Moleküls, wobei jeder Tochterstrang die Hälfte der ursprünglichen DNA-Doppelhelix enthält. | Die Transkription erzeugt ein einzelsträngiges RNA-Molekül unter Verwendung der doppelsträngigen DNA. |
| Bindung | Bei der Replikation bleibt der neu replizierte DNA-Strang Wasserstoff-gebunden an seinen Matrizen-DNA-Strang. | Bei der Transkription trennt sich der neu transkribierte RNA-Strang von seinem DNA-Matrizenstrang. |
| Produkte | Während der DNA-Replikation verbleiben die Produkte im Kern. | Während der Transkription gelangt ein größerer Teil des Produkts vom Zellkern in das Zytoplasma. |
| Abwickeln und Aufteilen | Die Replikation beinhaltet das Abwickeln und Aufspalten des gesamten DNA-Moleküls (Chromosom). | Bei der Transkription werden nur die Gene abgewickelt und aufgespalten, die transkribiert werden sollen. |
| Was es beinhaltet | Bei der DNA-Replikation wird das gesamte Genom kopiert. | Bei der Transkription werden nur bestimmte einzelne Gene kopiert. |
| Zweck | Die DNA-Replikation dient dem Genom für die nächste Generation von Zellen und Individuen. | Die Transkription dient der Herstellung von DNA-Kopien einzelner Gene zur sofortigen Verwendung in der Proteinsynthese. |
| Enzyme | Bei der DNA-Replikation werden die beiden Stränge getrennt und dann wird die komplementäre DNA-Sequenz jedes Strangs durch ein Enzym namens DNA-Polymerase neu erstellt. | Bei der Transkription werden die Codons eines Gens durch die RNA-Polymerase in Boten-RNA kopiert. Diese RNA-Kopie wird dann von einem Ribosom entschlüsselt, das die RNA-Sequenz durch Basenpaarung der Boten-RNA liest, um RNA zu übertragen, die Aminosäure trägt. |
| Ergebnisse | Bei der Replikation sind das Endergebnis zwei Tochterzellen. | Bei der Transkription ist das Endergebnis ein RNA-Molekül. |
| Auftreten | Die DNA-Replikation findet in der S-Phase des Zellzyklus statt, wenn sich die Zelle auf die Teilung vorbereitet. | Die Transkription erfolgt in den G1- und G2-Phasen des Zellzyklus, wenn die Zelle Proteine synthetisieren muss. |
| Strangfestigkeit | Die DNA-Replikation synthetisiert lange DNA-Stränge. | Die Transkription synthetisiert relativ kurze Stränge. |
| Rohes Material | Bei der DNA-Replikation dienen Desoxyribonukleosidtriphosphat (dATP, dGTP, dTTP und Dctp) als Rohstoffe. | Bei der Transkription dienen Ribonukleosidtriphosphat (ATP, UTP, GTP, CTP) als Rohstoffe. |
| Verarbeitung beenden | Bei der DNA-Replikation ist die neu synthetisierte DNA vollkommen normal und wird daher nicht verarbeitet. | Die Transkription produziert primäre RNA-Transkriptmoleküle, die verarbeitet werden müssen, um die endgültige Form und Größe zu erhalten. |
| Katalysator | Die DNA-Replikation wird durch die Enzyme DNA-Polymerase und DNA-Helicase katalysiert. | Transkription ist katalysierte Enzyme Transkriptase und RNA-Polymerase. |
| Grundierungen | Bei der DNA-Replikation benötigt die Enzym-DNA-Polymerase einen RNA-Primer für den Beginn der Replikation. | Bei der RNA-Transkription benötigt das Enzym RNA-Polymerase keine Primer. |
| Produkte | Produkte der DNA-Replikation (zwei Tochterstränge) werden nicht abgebaut. | Bei der Replikation werden Produkte (mRNA, tRNA, rRNA und nicht-kodierende RNA wie Mikro-RNA) abgebaut, nachdem ihre Funktion beendet ist. |
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Ähnlichkeiten zwischen Replikation und Transkription
- Beide Prozesse verwenden Nukleotide als Sprache, aus der die Tochterstränge hervorgehen.
- Beide beinhalten eine Eltern-DNA, die als Grundlage dient, auf der die Prozesse aufbauen.
- Deide haben spezifische Proteine, die das Polymerase-Molekül an den elterlichen DNA-Strang anheften.
- Beide haben einen Initiationsschritt, bei dem es zu einem Bruch des elterlichen DNA-Strangs kommt.
- Beide Prozesse laufen im Kern ab.
- Beides sind Prozesse zur Proteinsynthese sowohl in eukaryontischen als auch in prokaryontischen Zellen.
Zusammenfassung
Die DNA-Replikation erzeugt zwei exakte Repliken des ursprünglichen doppelsträngigen DNA-Moleküls, wobei jeder Tochterstrang die Hälfte der ursprünglichen DNA-Doppelhelix enthält. Die Transkription erzeugt ein einzelsträngiges RNA-Molekül unter Verwendung der doppelsträngigen DNA.