Genska ekspresija pri prokariontih v primerjavi z evkarionti
Ekspresija genov je bistven proces, ki poteka tako pri prokariontih kot pri evkariontih. Kljub temu, da so rezultati tako pri evkariontih kot pri prokariontih enaki, med njimi obstajajo precejšnje razlike. Ekspresija genov je obravnavana na splošno, razlike med prokariontskimi in evkariontskimi procesi pa so poudarjene zlasti v tem članku.
Gensko izražanje
Ko se informacije o genu pretvorijo v strukturne oblike, naj bi bil določen gen izražen. Ekspresija genov je postopek, ki tvori biološko pomembne molekule, to pa so običajno makromolekule. Geni se večinoma izražajo v obliki beljakovin, vendar je produkt tega procesa tudi RNA. Življenjske oblike ne bi moglo biti, ne da bi potekal postopek izražanja genov.
V ekspresiji genov so trije glavni koraki, znani kot transkripcija, predelava RNA in prevajanje. Modifikacija beljakovin po prevajanju in nekodiranje zorenja RNK so nekateri drugi procesi, povezani z ekspresijo genov. V koraku transkripcije se nukleotidno zaporedje gena v verigi DNA transkribira v RNA po odstranitvi verige DNA z encimom DNA helikaze. Novonastala veriga RNA (mRNA) se reformira z odstranitvijo nekodirajočih sekvenc in odvzemom nukleotidnega zaporedja gena v ribosome. Obstajajo specifične molekule tRNA (transfer RNA), ki prepoznajo ustrezne aminokisline v citoplazmi. Po tem so molekule tRNA vezane na določene aminokisline. V vsaki molekuli tRNA je zaporedje treh nukleotidov. Na verigo mRNA je pritrjen ribosom v citoplazmi in identificiran je začetni kodon (promotor). Molekule tRNA z ustreznimi nukleotidi za zaporedje mRNA se premaknejo v veliko podenoto ribosoma. Ko molekule tRNA pridejo do ribosoma, je ustrezna aminokislina vezana na naslednjo aminokislino v zaporedju preko peptidne vezi. Ta peptidna vez se nadaljuje, dokler se na ribosomu ne odčita zadnji kodon. Glede na zaporedje aminokislin v beljakovinski verigi se oblika in funkcija razlikujeta za vsako beljakovinsko molekulo. Ta oblika in funkcija sta rezultat nukleotidnega zaporedja v molekuli DNA. Zato postane jasno, da različni geni kodirajo različne beljakovine s spremenljivo obliko in funkcijo. Molekule tRNA z ustreznimi nukleotidi za zaporedje mRNA se premaknejo v veliko podenoto ribosoma. Ko molekule tRNA pridejo do ribosoma, je ustrezna aminokislina vezana na naslednjo aminokislino v zaporedju preko peptidne vezi. Ta peptidna vez se nadaljuje, dokler se v ribosomu ne odčita zadnji kodon. Glede na zaporedje aminokislin v beljakovinski verigi se oblika in funkcija razlikujeta za vsako beljakovinsko molekulo. Ta oblika in funkcija sta rezultat nukleotidnega zaporedja v molekuli DNA. Zato postane jasno, da različni geni kodirajo različne beljakovine s spremenljivo obliko in funkcijo. Molekule tRNA z ustreznimi nukleotidi za zaporedje mRNA se premaknejo v veliko podenoto ribosoma. Ko molekule tRNA pridejo do ribosoma, je ustrezna aminokislina vezana na naslednjo aminokislino v zaporedju preko peptidne vezi. Ta peptidna vez se nadaljuje, dokler se v ribosomu ne odčita zadnji kodon. Glede na zaporedje aminokislin v beljakovinski verigi se oblika in funkcija razlikujeta za vsako beljakovinsko molekulo. Ta oblika in funkcija sta rezultat nukleotidnega zaporedja v molekuli DNA. Zato postane jasno, da različni geni kodirajo različne beljakovine s spremenljivo obliko in funkcijo.ustrezna aminokislina je vezana na naslednjo aminokislino v zaporedju preko peptidne vezi. Ta peptidna vez se nadaljuje, dokler se na ribosomu ne odčita zadnji kodon. Glede na zaporedje aminokislin v beljakovinski verigi se oblika in funkcija razlikujeta za vsako beljakovinsko molekulo. Ta oblika in funkcija sta rezultat nukleotidnega zaporedja v molekuli DNA. Zato postane jasno, da različni geni kodirajo različne beljakovine s spremenljivo obliko in funkcijo.ustrezna aminokislina je vezana na naslednjo aminokislino v zaporedju preko peptidne vezi. Ta peptidna vez se nadaljuje, dokler se v ribosomu ne odčita zadnji kodon. Glede na zaporedje aminokislin v beljakovinski verigi se oblika in funkcija razlikujeta za vsako beljakovinsko molekulo. Ta oblika in funkcija sta rezultat nukleotidnega zaporedja v molekuli DNA. Zato postane jasno, da različni geni kodirajo različne beljakovine s spremenljivo obliko in funkcijo.postane jasno, da različni geni kodirajo različne beljakovine s spremenljivo obliko in funkcijo.postane jasno, da različni geni kodirajo različne beljakovine s spremenljivo obliko in funkcijo.
Kakšna je razlika med izražanjem genov pri prokariontih in evkariontih?
• Ker prokarionti nimajo jedrne ovojnice, lahko ribosomi začnejo sintetizirati beljakovine, ko se tvori veriga mRNA. To je zelo v nasprotju z evkariontskim procesom, kjer je treba verigo mRNA transportirati v citoplazmo, da se ribosomi vežejo na to. Poleg tega je število glavnih korakov v ekspresiji prokariontskih genov dva, medtem ko obstajajo trije glavni koraki v evkariontskem procesu.
• V evkariontski DNA obstajajo intronska zaporedja, tako da jih bo imela tudi veriga mRNA. Zato je treba spojiti RNA, preden zaključimo verigo mRNA znotraj jedra v evkariontih. Vendar pa pri prokariontih ni koraka predelave RNA zaradi pomanjkanja intronov v njihovem genskem materialu.
• V prokariontskem procesu je prisotna možnost sočasnega izražanja grozdnih genov (znanih kot operoni). Vendar se pri evkariontih naenkrat izrazi le ena, nadaljnja veriga mRNA pa se po izražanju tudi razgradi.
