Генна експресия при прокариоти срещу еукариоти
Генната експресия е основен процес, който протича както при прокариотите, така и при еукариотите. Въпреки факта, че резултатите както при еукариотите, така и при прокариотите са еднакви, има значителни разлики между тях. Генната експресия се обсъжда като цяло и разликите между прокариотните и еукариотните процеси са подчертани по-специално в тази статия.
Генна експресия
Когато информацията за ген се преобразува в структурни форми, се казва, че конкретният ген е експресиран. Генната експресия е процес, който създава биологично важни молекули и това обикновено са макромолекули. Гените се експресират предимно под формата на протеини, но РНК също е продукт на този процес. Не би могло да има форма на живот без процесът на генна експресия.
Съществуват три основни стъпки в генната експресия, известни като транскрипция, обработка на РНК и транслация. Модификацията на протеин след транслацията и съзряването на некодираща РНК са някои от другите процеси, свързани с генната експресия. В етапа на транскрипция, нуклеотидната последователност на гена в ДНК веригата се транскрибира в РНК, след като ДНК веригата се разглоби с ензима ДНК хеликаза. Новообразуваната РНК верига (тРНК) се реформира чрез премахване на некодиращите последователности и отвеждане на нуклеотидната последователност на гена към рибозомите. Има специфични тРНК (трансферна РНК) молекули, които разпознават съответните аминокиселини в цитоплазмата. След това молекулите на tRNA се прикрепват към специфичните аминокиселини. Във всяка молекула tRNA има последователност от три нуклеотида. Рибозома в цитоплазмата е прикрепена към иРНК веригата и се идентифицира началният кодон (промоторът). Молекулите tRNA със съответните нуклеотиди за mRNA последователността се преместват в голямата субединица на рибозомата. Когато tRNA молекулите стигнат до рибозомата, съответната аминокиселина се свързва със следващата аминокиселина в последователността чрез пептидна връзка. Това пептидно свързване продължава, докато последният кодон бъде прочетен в рибозомата. Въз основа на последователността на аминокиселините в протеиновата верига, формата и функцията варират за всяка протеинова молекула. Тази форма и функция са резултат от нуклеотидната последователност в молекулата на ДНК. Оттук става ясно, че различните гени кодират различни протеини с различни форми и функции.
Каква е разликата между генната експресия при прокариотите и еукариотите?
• Тъй като прокариотите нямат ядрена обвивка, рибозомите могат да започнат да синтезират протеина, когато се образува веригата на иРНК. Това е силно контрастиращо с еукариотния процес, при който иРНК веригата трябва да бъде транспортирана в цитоплазмата, за да могат рибозомите да се свържат с нея. Освен това, броят на основните стъпки е две в прокариотната генна експресия, докато има три основни стъпки в еукариотния процес.
• В еукариотната ДНК има интронни последователности, така че иРНК веригата също ще има такива. Следователно снаждането на РНК трябва да се осъществи преди финализирането на иРНК веригата вътре в ядрото при еукариотите. При прокариотите обаче няма етап на обработка на РНК поради липсата на интрони в техния генетичен материал.
• Възможност за едновременно експресиране на групирани гени (известни като оперони) присъства в прокариотния процес. Въпреки това, само един се експресира наведнъж в еукариотите и последващата иРНК верига също се разгражда след експресията.
