Belangrijk verschil – Lineair versus circulair DNA
Deoxyribose-nucleïnezuur (DNA) is de belangrijkste vorm waarin de meeste organismen hun genetische informatie opslaan. Daarom zijn de structuur en functies van DNA zeer gunstig. DNA kan voornamelijk in twee vormen worden gevonden; de lineaire vorm en de cirkelvorm. Lineair DNA is de vorm van DNA die aanwezig is in de eukaryote kern en bestaat uit twee vrije uiteinden. Circulair DNA wordt voornamelijk gevonden in prokaryoten, terwijl de mitochondriën, chloroplasten en plasmiden ook circulair DNA bevatten. Circulair DNA wordt gevonden in het cytoplasma van de prokaryotische cel, in mitochondriën of in de chloroplast. Het belangrijkste verschil tussen het lineaire en circulaire DNA is de structurele conformatie van het molecuul. Lineair DNA bereikt een open configuratie met twee vrije uiteinden, terwijl circulair DNA een gesloten conformatie bereikt zonder vrije uiteinden.
Wat is lineair DNA?
Lineair DNA is aanwezig in de eukaryote genomen in de celkern. Het lineaire DNA bestaat uit twee vrije uiteinden en is daarom een open structuur. Lineair DNA kan worden geïsoleerd en gescheiden op agarosegelmedia, hoewel vanwege de omvang van het DNA een uitstrijkje op de gel zou worden waargenomen. Om gewenste fragmenten van lineair DNA te isoleren en te scheiden, kan het DNA worden geknipt met behulp van restrictie-endonucleasen en vervolgens worden geobserveerd op een gelrun.
Figuur 01: Lineair DNA
Replicatieproces van lineair DNA is een veel complex proces omdat er veel mechanismen bij betrokken zijn. De replicatie vindt plaats in twee richtingen, waarbij twee replicatievorken worden gevormd. Lineair DNA kan vele oorsprongen van replicatieplaatsen bevatten, aangezien het lineaire DNA veel lang en complex is. De replicatieprocedure gaat door totdat de beëindiging plaatsvindt bij het oplossen van het eindterminatieprobleem, aangezien lineair DNA is samengesteld uit telomere sequenties.
Wat is circulair DNA?
Circulair DNA is een conformationele rangschikking van DNA waarbij het een gesloten structuur bereikt. Circulair DNA heeft geen duidelijke uiteinden. Circulair DNA wordt in bijna alle prokaryoten gevonden, op enkele uitzonderingen na, in de mitochondriën en de chloroplast van de eukaryoten en in plasmiden. Circulair DNA bevindt zich in het celcytoplasma van de prokaryoten. Circulair DNA kan in verschillende vormen voorkomen, waaronder supercoiled vormen en ingekeepte circulaire DNA-vormen. Wanneer circulair DNA wordt geïsoleerd en gescheiden door agarosegelelektroforese, kunnen verschillende vormen van circulair DNA verschillende migratie-eigenschappen op de gel vertonen.
Plasmide-DNA, ook wel genoemd als extrachromosomaal circulair DNA dat aanwezig is in sommige micro-organismen, heeft aangetoond grote voordelen te hebben op het gebied van moleculaire biologie en genetische manipulatie. Plasmiden worden commercieel gesynthetiseerd en worden gebruikt als vectoren bij moleculaire klonering. Enkele voorbeelden van plasmidevectoren zijn pBR322, pUC18.
Figuur 02: Circulair DNA
De replicatie van circulair DNA is zeer gevarieerd in vergelijking met het lineaire DNA. Tijdens het replicatieproces is er slechts één oorsprong van replicatie aanwezig en vanwege de circulaire aard ervan kan replicatie plaatsvinden in een richting in één richting met de vorming van een enkele replicatievork.
Wat zijn de overeenkomsten tussen lineair en circulair DNA?
- Zowel lineair als circulair DNA bestaat uit deoxyribose-nucleïnezuren die adenine-, guanine-, cytosine- en thymine-nucleotiden bevatten.
- Zowel lineair als circulair DNA hebben een dubbelstrengs spiraalvormige structuur.
- Zowel lineair als circulair DNA bepalen de genetische kenmerken van organismen.
- Zowel lineair als circulair DNA kan worden gescheiden met behulp van agarosegelelektroforesemethoden.
- Beide DNA-vormen kunnen worden geamplificeerd met behulp van moleculaire technieken zoals Polymerase Chain Reaction.
- Zowel lineair als circulair DNA wordt veel gebruikt in op DNA gebaseerde diagnostiek en in toepassingen in genetische manipulatie.
Wat is het verschil tussen lineair en circulair DNA?
Lineair en circulair DNA |
|
| Lineair DNA is de vorm van DNA die aanwezig is in de eukaryote kern en bestaat uit twee vrije uiteinden. | Circulair DNA is het DNA met een gesloten conformatie en gevonden in het cytoplasma van de prokaryotische cel, mitochondriën of chloroplast. |
| Distributie | |
| Lineair DNA wordt gevonden in de kern van eukaryoten. | Circulair DNA wordt gevonden in het cytoplasma. |
| Replicatie | |
| Replicatie van lineair DNA heeft vele oorsprongen van replicatie, en het is een complex proces. | Replicatie van circulair DNA heeft een enkele oorsprong van replicatie, en het is een eenvoudig proces. |
Samenvatting – Lineair versus circulair DNA
Lineair en circulair DNA zijn de twee belangrijkste vormen van de verdeling van DNA in respectievelijk eukaryote en prokaryotische cellen. Lineair DNA wordt gevonden in de kern van eukaryoten en bestaat uit twee vrije uiteinden en complexe sequenties. Circulair DNA wordt gevonden in prokaryoten en ook in mitochondriaal en chloroplast-DNA dat een gesloten conformatie heeft. Beide vormen van DNA worden veel gebruikt in moleculair biologische en genetische manipulatiestudies. Dit is het verschil tussen lineair en circulair DNA.
Download de PDF van Lineair vs Circulair DNA
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienota. Download hier de PDF-versie: Verschil tussen lineair en circulair DNA
