Prokaryoottinen ja eukaryoottinen geeniekspressio ovat kaksi soluprosessia, jotka ovat vastuussa geenien ilmentymisestä genomissa toimivan geenituotteen tuottamiseksi. Yleensä molemmat prosessit etenevät kahdessa vaiheessa: transkriptio ja käännös. Tämän artikkelin tarkoituksena on verrata ja verrata prokaryoottista ja eukaryoottista geeniekspressiota.

Prokaryooteissa läheisesti liittyvät geenit on ryhmitelty muodostamaan operoneja ja siten tuottamaan polysistronista mRNA -molekyyliä. Samaan aikaan toiminnalliset geenit ekspressoituvat yksilöllisesti ja tuottavat siten monokistronisia mRNA: ita. Lisäksi transkriptio ja translaatio tapahtuvat samanaikaisesti prokaryoottien sytoplasmassa. Mutta eukaryooteissa niitä esiintyy erikseen; ensimmäinen ytimen sisällä ja jälkimmäinen sytoplasmassa. Lisäksi eukaryooteihin tehdään sekä transkription jälkeisiä että translaatiomuutoksia.

Eukaryoottinen geeniekspressio, mRNA: t, prokaryoottinen geeniekspressio, käännös, transkriptio

Mikä on prokaryoottinen geeniekspressio

Prokaryoottinen geeniekspressio on prosessi, jossa syntetisoidaan geenituote prokaryoottisten geenien tietojen mukaan. Prokaryoottisten geenien ilmentymisen merkitys on se, että prokaryoottien geenit esiintyvät operoneissa, jotka ovat toiminnallisesti liittyvien geenien klustereita. Joitakin esimerkkejä operoneista ovat Lac -operoni ja Trp -operoni. Siksi operonin geenit transkriptoidaan yhdessä muodostaen polysistronisen mRNA -molekyylin. Lisäksi sekä prokaryoottien transkriptio että translaatio tapahtuvat sytoplasmassa samanaikaisesti. Siksi ensisijaista transkriptiota käytetään helposti käännöksessä, jonka transkriptio on edelleen käynnissä.

Kuva 1: Prokaryoottinen geenirakenne

Lisäksi yksittäinen RNA -polymeraasityyppi on vastuussa transkriptiosta prokaryooteissa. Se vaatii sigma -tekijän ja tietyn DNA -sekvenssin, jota kutsutaan Pribnow -laatikoksi transkription aloittamiseksi. 70S -ribosomit vastaavat prokaryoottisen polysistronisen mRNA: n translaatiosta. Mikä tärkeintä, prokaryoottisten geenien ilmentymisen säätely tapahtuu transkription tasolla joko lisäämällä tai vähentämällä transkription tasoa.

Mikä on eukaryoottinen geeniekspressio

Eukaryoottinen geeniekspressio on geenituotteiden syntetisointiprosessi eukaryoottisten geenien tietojen mukaan. Merkittävää on, että eukaryoottinen DNA esiintyy ytimen sisällä; siten transkriptio tapahtuu myös ytimen sisällä. Yleensä kolme RNA -polymeraasia ovat vastuussa erityyppisten RNA: iden transkriptiosta: RNA -polymeraasi 1, joka kirjoittaa rRNA: n, RNA -polymeraasi 2, joka transkriboi mRNA: n, ja RNA -polymeraasi 3, joka transkriboi tRNA: n. Lisäksi jokainen eukaryoottinen geeni on yksittäisen promoottorin hallinnassa. Siten transkriptio johtaa monokistroniseen mRNA: han.

Kuva 2: Prokaryoottinen ja eukaryoottinen geeniekspressio

Vertaa ja vertaa prokaryoottista ja eukaryoottista geenien ilmentymistä

Prokaryoottisen ja eukaryoottisen geenin ilmentymisen samankaltaisuudet

Ero prokaryoottisen ja eukaryoottisen geenin ilmentymisen välillä

Määritelmä

Prokaryoottinen geeniekspressio viittaa prosessiin, jossa syntetisoidaan toiminnallinen geenituote prokaryoottisia geenejä koskevien tietojen mukaan. Toisaalta eukaryoottinen geeniekspressio viittaa prosessiin, joka syntetisoi toiminnallisen geenituotteen eukaryoottisia geenejä koskevien tietojen mukaan.

Spatiaalinen erottelu

Prokaryoottinen geeniekspressio tapahtuu kokonaan sytoplasmassa, kun taas eukaryooteissa transkriptio tapahtuu ytimen sisällä ja translaatio tapahtuu sytoplasmassa.

Ajallinen erottelu

Transkriptio ja translaatio tapahtuvat samanaikaisesti prokaryoottisessa geeniekspressiossa, kun taas transkriptio ja translaatio ovat ajallisesti erillään eukaryoottisessa geeniekspressiossa.

DNA: n esiintyminen

Epigeneettiset tekijät

Lisäksi prokaryoottinen DNA ei ole pysyvästi kondensoituneessa muodossa, kun taas eukaryoottinen DNA muodostaa stabiilin, tiivistyneen kompleksin histonien kanssa.

Mainostajan elementit

Prokaryootit sisältävät kolme promoottorielementtiä: yksi on ylävirtaan geenistä, toinen on kymmenen nukleotidia alavirtaan sitä kohden ja kolmas on 35 nukleotidia alavirtaan sitä kohti. Mutta eukaryootit sisältävät paljon suuremman joukon promoottorielementtejä, mukaan lukien TATA -laatikko.

Transkription aloitustekijät

Prokaryoottien transkription aloitustekijät eivät muodostu aloituskompleksin kanssa. Mutta eukaryoottien transkription aloitustekijät kokoontuvat aloituskompleksin kanssa.

Avaa lukukehys

Intronit eivät keskeytä prokaryoottisten geenien avointa lukukehystä, kun taas intronit keskeyttävät eukaryoottisten geenien avoimen lukukehyksen.

RNA -polymeraasi

Geenien koko

Vaikka prokaryoottiset geenit ovat pieniä, eukaryoottiset geenit ovat suurempia.

Ylimääräinen DNA

Prokaryooteilla on harvoin ylimääräistä DNA: ta, kun taas eukaryooteilla on suuria alueita toistuvasta DNA: sta.

Koodaus ei-koodaavaan DNA: han

95% prokaryoottisesta genomista sisältää proteiineja koodaavia geenejä, kun taas 98% eukaryoottisesta genomista sisältää ei-koodaavaa DNA: ta.

Geenit

Useita toiminnallisesti liittyviä geenejä esiintyy klustereissa, joita kutsutaan operoneiksi prokaryooteissa, kun taas eukaryoottisia geenejä esiintyy yksilöllisesti.

MRNA: n tyyppi

Prokaryoottinen geeniekspressio johtaa monikistroniseen mRNA: han, kun taas eukaryoottinen geeniekspressio johtaa monokistroniseen mRNA: han.

Transkription jälkeiset muutokset

Transkription jälkeisiä modifikaatioita ei esiinny prokaryoottisessa geeniekspressiossa, kun taas transkription jälkeisiä modifikaatioita esiintyy eukaryoottisessa geeniekspressiossa.

Ribosomit

Lisäksi prokaryooteilla on 70S ribosomit ja eukaryooteilla 80S ribosomit.

Translaation jälkeiset muutokset

Translaation jälkeisiä muutoksia ei tapahdu prokaryoottisessa geeniekspressiossa. Mutta translaation jälkeiset muutokset tapahtuvat eukaryoottisessa geeniekspressiossa.

Geenien ilmentymisen säätely

Prokaryoottisen geeniekspression säätely tapahtuu transkription tasolla. Mutta eukaryoottisen geeniekspression säätely voi tapahtua epigeneettisellä tasolla, transkription tasolla, transkription jälkeisellä tasolla, translaatiotasolla tai translaation jälkeisellä tasolla.

Johtopäätös

Prokaryoottinen ja eukaryoottinen geeniekspressio ovat prosesseja toiminnallisen geenituotteen tuottamiseksi genomissa olevien tietojen mukaan. Yleensä ne etenevät kahdessa prosessissa: transkriptio ja käännös. Tyypillisesti translaatio tapahtuu sytoplasmassa. Toiminnallisesti liittyvät prokaryoottiset geenit ryhmittyvät yhteen muodostaen operoneja, jotka transkriptoituvat yhdessä muodostaen polysistronisen mRNA: n. Myös transkriptio ja translaatio tapahtuvat prokaryoottien sytoplasmassa samanaikaisesti. Sitä vastoin eukaryoottien transkriptio tapahtuu ytimessä, kun taas mRNA: t siirtyvät sytoplasmaan translaatiota varten. Siksi transkriptio ja käännös eivät liity toisiinsa. Lisäksi eukaryoottiset geenit transkriptoidaan yksitellen muodostaen monokistronisia mRNA: ita.

Viitteet:

1. Ussery, David. "Johdanto geenien ilmentymisen hallintaan eukaryooteissa." Biology 210 - GENETICS, kevät, 1998, saatavana täältä. "16.2B: Prokaryoottinen vs. eukaryoottinen geeniekspressio." Biologia LibreTexts, Libretexts, 19. marraskuuta 2019, saatavana täältä.

Kuva:

1. "Geenirakenteen prokaryootti 2, merkinnät" Thomas Shafee - Shafee T, Lowe R (2017). "Eukaryoottinen ja prokaryoottinen geenirakenne". WikiJournal of Medicine 4 (1). DOI: 10.15347/wjm/2017.002. ISSN 20024436. (CC BY 4.0) Commons Wikimedia 2: n kautta. ”Kuva_16_01_01” OpenStax CNX: n (CC BY 4.0) kautta OpenStax Collegesta.