Hauptunterschied – DNA vs. RNA-Synthese
DNA-Synthese ist der Prozess der Synthese einer doppelsträngigen DNA durch halbkonservative Replikation unter Verwendung von Enzymen. RNA-Synthese ist der Prozess der Synthese einer RNA durch den Prozess der Transkription unter Verwendung eines enzymvermittelten Verfahrens. Der Hauptunterschied zwischen DNA- und RNA-Synthese ist die Art des Enzyms, das für den Prozess verwendet wird. Bei der DNA-Synthese ist die DNA-Polymerase das hauptsächlich verwendete Enzym, während bei der RNA-Synthese die RNA-Polymerase verwendet wird.
Was ist DNA-Synthese?
DNA-Synthese, auch bekannt als DNA-Replikation, ist der Prozess, bei dem eine neue doppelsträngige DNA unter Verwendung einer ursprünglichen DNA-Matrize synthetisiert wird. Die DNA-Replikation findet im Zellkern von Eukaryoten statt. Es ist als halbkonservative Replikationsmethode bekannt, da es eine Kopie des ursprünglichen Strangs und eine Kopie des neuen Strangs produziert. Die DNA-Replikation wird von einem Enzym namens DNA-Polymerase gesteuert. Die Replikation beginnt mit dem Abwickeln der doppelsträngigen Mutter-DNA mit Hilfe der DNA-Helikase.
DNA-Polymerase arbeitet in Richtung von 5' nach 3' für die Synthese neuer Stränge. Dieses Enzym benötigt eine 3'OH-Gruppe, um während der Replikation neue Nukleotide hinzuzufügen. Außerdem benötigt die DNA-Polymerase einen kurzen RNA-Primer, um die Replikation zu initiieren, da sie die Replikation nicht selbst initiieren kann. Der Strang, der in Richtung von 5’ nach 3’ synthetisiert wird, ist als Leitstrang bekannt und kann kontinuierlich synthetisiert werden.
Abbildung 01: DNA-Synthese
Der neue Strang, der von 3’ nach 5’ verläuft, kann nicht kontinuierlich synthetisiert werden, da er kein freies 3’-Ende hat. Daher werden mit Hilfe vieler kurzer Oligomere (Primer) kurze Stränge neuer DNA synthetisiert. Diese kurzen Stränge sind als Okazaki-Fragmente bekannt. Diese Okazaki-Fragmente werden später unter Verwendung von DNA-Ligase ligiert. Dieser Strang ist als nacheilender Strang bekannt. Am Ende des Prozesses wird neue doppelsträngige DNA ähnlich der Ausgangs-DNA produziert.
Was ist RNA-Synthese?
RNA-Synthese ist der Prozess, bei dem eine einzelsträngige RNA mit Hilfe einer doppelsträngigen DNA synthetisiert wird. Im zentralen Dogma des Lebens wird dies als Transkription bezeichnet. Die Transkription von Eukaryoten findet im Zellkern statt. Das Schlüsselenzym, das bei der Transkription oder RNA-Synthese verwendet wird, ist die RNA-Polymerase. Die Transkription findet auch in der 5’-3’-Richtung statt.
Abbildung 02: Transkription
RNA-Polymerase identifiziert den Matrizenstrang der Ausgangs-DNA durch Bindung an die Promotorstellen des DNA-Strangs. Promotorstellen unterscheiden sich je nach Zellsystem des Organismus (eukaryotisch oder prokaryotisch). Sobald der Promotor von der RNA-Polymerase identifiziert wurde, beginnt er mit der Transkription an der Transkriptionsinitiationsstelle. Die RNA-Polymerase fügt dem freien 3'-Ende Nukleotide hinzu und benötigt keine Matrize, um die Transkription zu initiieren. Zuerst wird das DNA:RNA-Hybrid gebildet, das später verschwindet und nach Beendigung der RNA-Synthese wird der synthetisierte Strang zur Proteinsynthese (Translation) in das Zytoplasma der Zelle geschickt.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen DNA- und RNA-Synthese?
- Sowohl die DNA- als auch die RNA-Synthese werden durch die Enzyme katalysiert.
- Beide finden im Zellkern von Eukaryoten und im Zytoplasma von Prokaryoten statt.
- Beide werden durch Zeit und pH-Bedingungen reguliert.
- Sowohl die DNA- als auch die RNA-Synthese haben drei Hauptphasen: Initiation, Elongation und Termination
- Beides sind zwei wichtige Stufen im zentralen Lebensdogma.
- Beide treten in 5’- bis 3’-Richtung auf.
Was ist der Unterschied zwischen DNA- und RNA-Synthese?
DNA vs. RNA-Synthese |
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| DNA-Synthese ist der Prozess der Synthese einer neuen doppelsträngigen DNA, die eine identische Kopie eines ursprünglichen DNA-Moleküls ist. | RNA-Synthese ist der Prozess der Synthese eines RNA-Moleküls, das eine Kopie eines bestimmten Segments eines DNA-Strangs ist |
| Zellzyklusphase | |
| Die DNA-Replikation findet während der S-Phase der Interphase statt. | Die Transkription erfolgt während der G1- und G2-Phasen der Interphase. |
| Bildung von Okazaki-Fragmenten | |
| Okazaki-Fragmente werden während der DNA-Synthese gebildet. | Okazaki-Fragmente werden während der RNA-Synthese nicht produziert. |
| Grundierungsbedarf | |
| Primer werden für die DNA-Synthese benötigt. | Primer sind für die RNA-Synthese nicht erforderlich. |
| Enzym beteiligt | |
| DNA-Polymerase, Helikase, Topoisomerase und Ligase sind die an der DNA-Synthese beteiligten Enzyme. | RNA-Polymerase ist das wichtigste an der Transkription beteiligte Enzym. |
| Synonyme | |
| DNA-Synthese wird auch als DNA-Replikation bezeichnet. | RNA-Synthese wird auch als Transkription bezeichnet. |
| Das Ausgangsmaterial (Vorlage) | |
| Beide doppelsträngige Eltern-DNA wird als Matrize in der DNA-Synthese verwendet. | Ein DNA-Strang wird während der Transkription als Matrize verwendet. |
| Anzahl der produzierten Stränge | |
| Die DNA-Synthese ergibt zwei neue DNA-Stränge. | RNA-Synthese ergibt nur einen RNA-Strang. |
| Prozesseinleitung | |
| Die DNA-Synthese beginnt am Ursprung der Replikation. | RNA-Synthese beginnt an der Promotorregion. |
| Promotorregionen | |
| Promotorregion ist nicht an der DNA-Synthese beteiligt. | Promotorregion ist für die RNA-Synthese notwendig. |
Zusammenfassung – DNA- vs. RNA-Synthese
Replikation und Transkription werden als die beiden Hauptprozesse bezeichnet, bei denen DNA und RNA synthetisiert werden. Die DNA-Synthese oder -Replikation findet durch das Abwickeln der Doppelstränge statt, und beide Stränge führen zur Herstellung der doppelsträngigen Tochter-DNA. Der Prozess umfasste hauptsächlich DNA-Polymerase zusammen mit anderen Enzymen. Die RNA-Synthese verwendet einen DNA-Strang, um die RNA unter Verwendung von RNA-Polymerase zu synthetisieren. Beide finden in der 5’- bis 3’-Richtung statt.
