Экспрессия генов у прокариот и эукариот
Экспрессия генов - важный процесс, происходящий как у прокариот, так и у эукариот. Несмотря на то, что результаты и у эукариот, и у прокариот одинаковы, между ними есть существенные различия. Экспрессия генов обсуждается в целом, а различия между прокариотическими и эукариотическими процессами особо выделяются в этой статье.
Экспрессия генов
Когда информация гена преобразуется в структурные формы, говорят, что конкретный ген экспрессируется. Экспрессия генов - это процесс создания биологически важных молекул, обычно макромолекул. Гены в основном экспрессируются в виде белков, но РНК также является продуктом этого процесса. Без процесса экспрессии генов не может быть никакой формы жизни.
Три основных этапа экспрессии генов известны как транскрипция, процессинг РНК и трансляция. Посттрансляционная модификация белка и созревание некодирующей РНК являются одними из других процессов, связанных с экспрессией генов. На этапе транскрипции нуклеотидная последовательность гена в цепи ДНК транскрибируется в РНК после демонтажа цепи ДНК с помощью фермента ДНК-хеликазы. Новообразованная цепь РНК (мРНК) преобразуется путем удаления некодирующих последовательностей и переноса нуклеотидной последовательности гена на рибосомы. Существуют специфические молекулы тРНК (транспортная РНК), которые распознают соответствующие аминокислоты в цитоплазме. После этого молекулы тРНК присоединяются к определенным аминокислотам. В каждой молекуле тРНК имеется последовательность из трех нуклеотидов. Рибосома в цитоплазме присоединяется к цепи мРНК, и идентифицируется стартовый кодон (промотор). Молекулы тРНК с соответствующими нуклеотидами для последовательности мРНК перемещаются в большую субъединицу рибосомы. Когда молекулы тРНК подходят к рибосоме, соответствующая аминокислота соединяется со следующей аминокислотой в последовательности посредством пептидной связи. Эта пептидная связь продолжается до тех пор, пока последний кодон не будет прочитан на рибосоме. В зависимости от последовательности аминокислот в белковой цепи форма и функция каждой белковой молекулы различаются. Эта форма и функция являются результатом последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Отсюда становится ясно, что разные гены кодируют разные белки с различной формой и функциями.
В чем разница между экспрессией генов у прокариот и эукариот?
• Поскольку у прокариот нет ядерной оболочки, рибосомы могут начать синтез белка по мере формирования нити мРНК. Это сильно отличается от эукариотического процесса, когда цепь мРНК должна транспортироваться в цитоплазму, чтобы рибосомы могли с ней связаться. Кроме того, в экспрессии прокариотического гена количество основных этапов равно двум, тогда как в эукариотическом процессе есть три основных этапа.
• В эукариотической ДНК есть интронные последовательности, поэтому цепь мРНК также будет иметь их. Следовательно, сплайсинг РНК должен происходить до того, как у эукариот завершится цепочка мРНК внутри ядра. Однако у прокариот нет стадии процессинга РНК из-за отсутствия интронов в их генетическом материале.
• Возможность одновременной экспрессии сгруппированных генов (известных как опероны) присутствует в прокариотическом процессе. Однако у эукариот одновременно экспрессируется только одна, а последующая цепь мРНК также деградирует после экспрессии.
