Hauptunterschied - lineare vs zirkuläre DNA
Desoxyribose-Nukleinsäure (DNA) ist die Hauptform, wie die meisten Organismen ihre genetische Information speichern. Daher sind die Struktur und Funktionen der DNA sehr vorteilhaft. DNA kann hauptsächlich in zwei Formen gefunden werden; die lineare Form und die Kreisform. Lineare DNA ist die im eukaryotischen Kern vorhandene DNA-Form und besteht aus zwei freien Enden. Zirkuläre DNA kommt überwiegend in Prokaryoten vor, während Mitochondrien, Chloroplasten und Plasmide ebenfalls zirkuläre DNA enthalten. Zirkuläre DNA befindet sich im Zytoplasma der prokaryotischen Zelle, in Mitochondrien oder im Chloroplasten. Der Hauptunterschied zwischen der linearen und der zirkulären DNA ist die strukturelle Konformation des Moleküls. Lineare DNA erreicht eine offene Konfiguration mit zwei freien Enden, während zirkuläre DNA eine geschlossene Konformation ohne freie Enden erreicht.
INHALT
1. Überblick und Hauptunterschied
2. Was ist lineare DNA
? 3. Was ist zirkuläre DNA?
4. Ähnlichkeiten zwischen linearer und zirkulärer DNA.
5. Vergleich nebeneinander - Lineare und zirkuläre DNA in tabellarischer Form.
6. Zusammenfassung
Was ist lineare DNA?
Lineare DNA ist in den eukaryotischen Genomen im Zellkern vorhanden. Die lineare DNA besteht aus zwei freien Enden und ist daher eine offene Struktur. Lineare DNA kann auf Agarosegelmedien isoliert und getrennt werden, obwohl aufgrund der Sperrigkeit der DNA ein Abstrich auf dem Gel beobachtet werden würde. Um gewünschte Fragmente linearer DNA zu isolieren und zu trennen, kann die DNA unter Verwendung von Restriktionsendonukleasen geschnitten und dann auf einem Gellauf beobachtet werden.
Abbildung 01: Lineare DNA
Der Replikationsprozess von linearer DNA ist ein sehr komplexer Prozess, da er viele Mechanismen umfasst. Die Replikation erfolgt bidirektional, wobei zwei Replikationsgabeln gebildet werden. Lineare DNA kann viele Ursprünge von Replikationsstellen enthalten, da die lineare DNA sehr lang und komplex ist. Das Replikationsverfahren wird fortgesetzt, bis die Terminierung nach Lösung des Endterminierungsproblems erfolgt, da lineare DNA aus Telomersequenzen besteht.
Was ist zirkuläre DNA?
Zirkuläre DNA ist eine Konformationsanordnung von DNA, bei der sie eine geschlossene Struktur erreicht. Zirkuläre DNA hat keine unterschiedlichen Enden. Zirkuläre DNA kommt mit wenigen Ausnahmen in fast allen Prokaryoten vor, in den Mitochondrien und im Chloroplasten der Eukaryoten sowie in Plasmiden. Zirkuläre DNA befindet sich im Zellzytoplasma der Prokaryoten. Zirkuläre DNA kann in verschiedenen Formen vorliegen, einschließlich supergewickelter Formen und gekerbter zirkulärer DNA-Formen. Wenn zirkuläre DNA isoliert und durch Agarosegelelektrophorese getrennt wird, können verschiedene Formen von zirkulärer DNA unterschiedliche Migrationseigenschaften auf dem Gel zeigen.
Plasmid-DNA, die auch als extrachromosomale zirkuläre DNA bezeichnet wird und in einigen Mikroorganismen vorhanden ist, hat sich in den Bereichen Molekularbiologie und Gentechnik als sehr nützlich erwiesen. Plasmide werden kommerziell synthetisiert und als Vektoren bei der molekularen Klonierung verwendet. Einige Beispiele für Plasmidvektoren sind pBR322, pUC18.
Abbildung 02: Zirkuläre DNA
Die Replikation von zirkulärer DNA ist im Vergleich zur linearen DNA sehr unterschiedlich. Während des Replikationsprozesses ist nur ein Replikationsursprung vorhanden, und aufgrund seiner zirkulären Natur kann die Replikation unidirektional unter Bildung einer einzelnen Replikationsgabel erfolgen.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen linearer und zirkulärer DNA?
- Sowohl lineare als auch zirkuläre DNA bestehen aus Desoxyribose-Nukleinsäuren, die Adenin-, Guanin-, Cytosin- und Thyminnukleotide enthalten.
- Sowohl lineare als auch zirkuläre DNA haben eine doppelsträngige helikale Struktur.
- Sowohl lineare als auch zirkuläre DNA bestimmen die genetischen Eigenschaften von Organismen.
- Sowohl lineare als auch zirkuläre DNA können unter Verwendung von Agarosegelelektrophoresemethoden getrennt werden.
- Beide DNA-Formen können unter Verwendung molekularer Techniken wie der Polymerasekettenreaktion amplifiziert werden.
- Sowohl lineare als auch zirkuläre DNA werden üblicherweise in der DNA-basierten Diagnostik und in Anwendungen in der Gentechnik verwendet.
Was ist der Unterschied zwischen linearer und zirkulärer DNA?
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Lineare und zirkuläre DNA |
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| Lineare DNA ist die im eukaryotischen Kern vorhandene DNA-Form und besteht aus zwei freien Enden. | Zirkuläre DNA ist die DNA mit einer geschlossenen Konformation, die sich im Zytoplasma der prokaryotischen Zelle, der Mitochondrien oder des Chloroplasten befindet. |
| Verteilung | |
| Lineare DNA befindet sich im Kern von Eukaryoten. | Zirkuläre DNA befindet sich im Zytoplasma. |
| Reproduzieren | |
| Die Replikation linearer DNA hat viele Replikationsursprünge und ist ein komplexer Prozess. | Die Replikation von zirkulärer DNA hat einen einzigen Replikationsursprung und ist ein einfacher Prozess. |
Zusammenfassung - Lineare vs zirkuläre DNA
Lineare und zirkuläre DNA sind die beiden Hauptformen der Verteilung der DNA in eukaryotischen bzw. prokaryotischen Zellen. Lineare DNA befindet sich im Kern von Eukaryoten und besteht aus zwei freien Enden und komplexen Sequenzen. Zirkuläre DNA findet sich in Prokaryoten sowie in mitochondrialer und Chloroplasten-DNA mit geschlossener Konformation. Beide Formen der DNA werden häufig in molekularbiologischen und gentechnischen Studien verwendet. Dies ist der Unterschied zwischen linearer und zirkulärer DNA.
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