Replicatie van DNA - deoxyribonucleïnezuur - vindt plaats voordat een cel zich deelt om ervoor te zorgen dat beide cellen een exacte kopie van het genetische materiaal van de ouder ontvangen. Hoewel er veel overeenkomsten zijn in de manier waarop prokaryotische en eukaryotische cellen hun DNA repliceren, zijn er verschillende verschillen tussen hen vanwege de verschillende grootte en complexiteit van de moleculen, inclusief de tijd die het kost om het proces te voltooien.
Verschillen tussen eukaryote en Prokaryotische cellen

Prokaryotische cellen zijn vrij eenvoudig van structuur. Ze hebben geen kern, geen organellen en een kleine hoeveelheid DNA in de vorm van een enkel, cirkelvormig chromosoom. Eukaryotische cellen hebben daarentegen een kern, meerdere organellen en meer DNA gerangschikt in meerdere, lineaire chromosomen.
Stappen in DNA-replicatie

DNA-replicatie begint op een specifieke plek op het DNA-molecuul dat de oorsprong wordt genoemd van replicatie. Aan de oorsprong wikkelen enzymen de dubbele helix af waardoor de componenten ervan toegankelijk zijn voor replicatie. Elke streng van de helix scheidt zich vervolgens van de andere, waardoor de nu ongepaarde bases zichtbaar worden om als sjablonen voor nieuwe strengen te dienen. Een klein segment RNA - ribonucleïnezuur - wordt toegevoegd als een primer, vervolgens kunnen nieuwe nucleotidebasen die de ongepaarde basen aanvullen worden geassembleerd om twee dochterstrengen naast elke ouderstreng te vormen. Deze assemblage wordt bereikt met enzymen die DNA-polymerasen worden genoemd. Wanneer het proces is voltooid, zijn twee DNA-moleculen identiek aan elkaar en aan het moedermolecuul gevormd.
Overeenkomsten tussen prokaryotische en eukaryotische DNA-replicatie

De stappen voor DNA-replicatie zijn over het algemeen hetzelfde voor alle prokaryotische en eukaryotische organismen. Het afwikkelen van het DNA wordt bereikt door een enzym genaamd DNA-helicase. De productie van nieuwe DNA-strengen wordt georkestreerd door enzymen die polymerasen worden genoemd.

Beide soorten organismen volgen ook een patroon dat semi-conservatieve replicatie wordt genoemd. In dit patroon worden de afzonderlijke DNA-strengen in verschillende richtingen vervaardigd, waardoor een leidende en een achterblijvende streng wordt geproduceerd. Achterblijvende strengen worden gemaakt door de productie van kleine DNA-fragmenten, Okazaki-fragmenten genaamd, die uiteindelijk worden samengevoegd. Beide soorten organismen beginnen ook met nieuwe DNA-strengen met een kleine primer van RNA.
Verschillen tussen prokaryotische en eukaryotische DNA-replicatie

Verschillen tussen prokaryotische en eukaryotische DNA-replicatie zijn grotendeels gerelateerd aan contrasten in grootte en complexiteit van de DNA en cellen van deze organismen. De gemiddelde eukaryotische cel heeft 25 keer meer DNA dan een prokaryotische cel.

In prokaryotische cellen is er slechts één punt van oorsprong, replicatie vindt tegelijkertijd in twee tegengestelde richtingen plaats en vindt plaats in het celcytoplasma . Eukaryotische cellen hebben daarentegen meerdere oorsprongspunten en gebruiken unidirectionele replicatie in de kern van de cel. Prokaryotische cellen bezitten één of twee soorten polymerasen, terwijl eukaryoten er vier of meer hebben.

Replicatie vindt ook veel sneller plaats in prokaryotische cellen dan in eukaryoten. Sommige bacteriën nemen slechts 40 minuten in beslag, terwijl dierlijke cellen zoals mensen tot 400 uur kunnen duren. Bovendien hebben eukaryoten ook een verschillend proces voor het repliceren van de telomeren aan de uiteinden van hun chromosomen. Met hun cirkelvormige chromosomen hebben prokaryoten geen eindpunten om te synthetiseren. Ten slotte vindt de korte replicatie in prokaryoten bijna continu plaats, maar eukaryotische cellen ondergaan alleen DNA-replicatie tijdens de S-fase van de celcyclus.