Ekspresja genów u prokariontów i eukariontów
Ekspresja genów jest podstawowym procesem, który zachodzi zarówno u prokariontów, jak i eukariontów. Pomimo faktu, że wyniki zarówno u eukariontów, jak i prokariotów są takie same, istnieją między nimi znaczne różnice. Omówiono ogólnie ekspresję genów, a różnice między procesami prokariotycznymi i eukariotycznymi zostały szczególnie podkreślone w tym artykule.
Ekspresja genu
Kiedy informacja o genie jest przekształcana w formy strukturalne, mówi się, że określony gen ulega ekspresji. Ekspresja genów to proces, w wyniku którego powstają cząsteczki ważne biologicznie, a są to zwykle makrocząsteczki. Geny są głównie wyrażane w postaci białek, ale produktem tego procesu jest również RNA. Nie byłoby formy życia bez procesu ekspresji genów.
Istnieją trzy główne etapy ekspresji genów, znane jako transkrypcja, przetwarzanie RNA i translacja. Modyfikacja białka po translacji i dojrzewanie niekodującego RNA to tylko niektóre z innych procesów związanych z ekspresją genów. Na etapie transkrypcji sekwencja nukleotydów genu w nici DNA jest przepisywana na RNA po rozebraniu nici DNA za pomocą enzymu helikazy DNA. Nowo utworzona nić RNA (mRNA) jest przekształcana poprzez usunięcie niekodujących sekwencji i przeniesienie sekwencji nukleotydowej genu do rybosomów. Istnieją specyficzne cząsteczki tRNA (transfer RNA), które rozpoznają odpowiednie aminokwasy w cytoplazmie. Następnie cząsteczki tRNA są przyłączane do określonych aminokwasów. W każdej cząsteczce tRNA znajduje się sekwencja trzech nukleotydów. Rybosom w cytoplazmie jest przyłączony do nici mRNA i identyfikowany jest kodon początkowy (promotor). Cząsteczki tRNA z odpowiednimi nukleotydami dla sekwencji mRNA są przenoszone do dużej podjednostki rybosomu. Gdy cząsteczki tRNA docierają do rybosomu, odpowiedni aminokwas jest wiązany z kolejnym aminokwasem w sekwencji poprzez wiązanie peptydowe. To wiązanie peptydowe trwa do momentu odczytania ostatniego kodonu na rybosomie. Na podstawie sekwencji aminokwasów w łańcuchu białkowym, kształt i funkcja są różne dla każdej cząsteczki białka. Ten kształt i funkcja są wynikiem sekwencji nukleotydów w cząsteczce DNA. W związku z tym staje się jasne, że różne geny kodują różne białka o różnych kształtach i funkcjach. Cząsteczki tRNA z odpowiednimi nukleotydami dla sekwencji mRNA są przenoszone do dużej podjednostki rybosomu. Gdy cząsteczki tRNA docierają do rybosomu, odpowiedni aminokwas jest wiązany z kolejnym aminokwasem w sekwencji poprzez wiązanie peptydowe. To wiązanie peptydowe trwa do momentu odczytania ostatniego kodonu na rybosomie. Na podstawie sekwencji aminokwasów w łańcuchu białkowym, kształt i funkcja są różne dla każdej cząsteczki białka. Ten kształt i funkcja są wynikiem sekwencji nukleotydów w cząsteczce DNA. W związku z tym staje się jasne, że różne geny kodują różne białka o różnych kształtach i funkcjach. Cząsteczki tRNA z odpowiednimi nukleotydami dla sekwencji mRNA są przenoszone do dużej podjednostki rybosomu. Gdy cząsteczki tRNA docierają do rybosomu, odpowiedni aminokwas jest wiązany z następnym aminokwasem w sekwencji poprzez wiązanie peptydowe. To wiązanie peptydowe trwa do momentu odczytania ostatniego kodonu na rybosomie. W zależności od sekwencji aminokwasów w łańcuchu białkowym, kształt i funkcja są różne dla każdej cząsteczki białka. Ten kształt i funkcja są wynikiem sekwencji nukleotydów w cząsteczce DNA. W związku z tym staje się jasne, że różne geny kodują różne białka o różnych kształtach i funkcjach.odpowiedni aminokwas jest związany z następnym aminokwasem w sekwencji poprzez wiązanie peptydowe. To wiązanie peptydowe trwa do momentu odczytania ostatniego kodonu na rybosomie. W zależności od sekwencji aminokwasów w łańcuchu białkowym, kształt i funkcja są różne dla każdej cząsteczki białka. Ten kształt i funkcja są wynikiem sekwencji nukleotydów w cząsteczce DNA. W związku z tym staje się jasne, że różne geny kodują różne białka o różnych kształtach i funkcjach.odpowiedni aminokwas jest związany z następnym aminokwasem w sekwencji poprzez wiązanie peptydowe. To wiązanie peptydowe trwa do momentu odczytania ostatniego kodonu na rybosomie. Na podstawie sekwencji aminokwasów w łańcuchu białkowym, kształt i funkcja są różne dla każdej cząsteczki białka. Ten kształt i funkcja są wynikiem sekwencji nukleotydów w cząsteczce DNA. W związku z tym staje się jasne, że różne geny kodują różne białka o różnych kształtach i funkcjach.staje się jasne, że różne geny kodują różne białka o różnych kształtach i funkcjach.staje się jasne, że różne geny kodują różne białka o różnych kształtach i funkcjach.
Jaka jest różnica między ekspresją genu u prokariontów i eukariontów?
• Ponieważ prokarionty nie mają otoczki jądrowej, rybosomy mogą rozpocząć syntezę białka w miarę tworzenia się nici mRNA. Jest to wysoce sprzeczne z procesem eukariotycznym, w którym nić mRNA musi zostać przetransportowana do cytoplazmy, aby rybosomy mogły się z nią związać. Ponadto liczba głównych etapów wynosi dwa w prokariotycznej ekspresji genów, podczas gdy istnieją trzy główne etapy w procesie eukariotycznym.
• W eukariotycznym DNA znajdują się sekwencje intronów, więc nić mRNA również je zawiera. Dlatego składanie RNA musi mieć miejsce przed sfinalizowaniem nici mRNA wewnątrz jądra u eukariontów. Jednak u prokariotów nie ma etapu przetwarzania RNA ze względu na brak intronów w ich materiale genetycznym.
• Możliwość jednoczesnej ekspresji genów skupionych (zwanych operonami) występuje w procesie prokariotycznym. Jednak tylko jeden jest wyrażany na raz u eukariontów, a następna nić mRNA jest również degradowana po ekspresji.
