Gēnu ekspresija prokariotos pret eikariotiem
Gēnu ekspresija ir būtisks process, kas notiek gan prokariotos, gan eikariotos. Neskatoties uz to, ka rezultāti gan eikariotos, gan prokariotos ir vienādi, starp tiem pastāv ievērojamas atšķirības. Gēnu ekspresija ir apspriesta vispārīgi, un atšķirības starp prokariotu un eikariotu procesiem ir īpaši izceltas šajā rakstā.
Gēnu ekspresija
Kad gēna informācija tiek pārveidota strukturālās formās, tiek uzskatīts, ka konkrētais gēns ir izteikts. Gēnu ekspresija ir process, kas veido bioloģiski svarīgas molekulas, un tās parasti ir makromolekulas. Gēni pārsvarā izpaužas proteīnu veidā, bet arī RNS ir šī procesa produkts. Nevarētu pastāvēt dzīvības forma, ja nenotiek gēnu ekspresijas process.
Gēnu ekspresijā ir trīs galvenie soļi, kas pazīstami kā transkripcija, RNS apstrāde un tulkošana. Olb altumvielu modifikācijas un nekodējošās RNS nobriešana pēc tulkošanas ir daži no citiem procesiem, kas saistīti ar gēnu ekspresiju. Transkripcijas posmā gēna nukleotīdu secība DNS virknē tiek pārrakstīta RNS pēc tam, kad DNS virkne ir demontēta ar DNS helikāzes enzīmu. Jaunizveidotā RNS virkne (mRNS) tiek pārveidota, noņemot nekodējošās sekvences un nogādājot gēna nukleotīdu secību ribosomās. Ir specifiskas tRNS (transfer RNS) molekulas, kas atpazīst attiecīgās aminoskābes citoplazmā. Pēc tam tRNS molekulas tiek pievienotas konkrētajām aminoskābēm. Katrā tRNS molekulā ir trīs nukleotīdu secība. Ribosoma citoplazmā ir pievienota mRNS virknei, un tiek identificēts sākuma kodons (promotors). tRNS molekulas ar atbilstošajiem nukleotīdiem mRNS secībai tiek pārvietotas uz ribosomas lielo apakšvienību. Kad tRNS molekulas nonāk ribosomā, atbilstošā aminoskābe tiek saistīta ar nākamo aminoskābi secībā, izmantojot peptīdu saiti. Šī peptīdu saite turpinās, līdz ribosomā tiek nolasīts pēdējais kodons. Pamatojoties uz aminoskābju secību olb altumvielu ķēdē, katras proteīna molekulas forma un funkcija atšķiras. Šī forma un funkcija ir DNS molekulas nukleotīdu secības rezultāts. Tādējādi kļūst skaidrs, ka dažādi gēni kodē dažādus proteīnus ar mainīgām formām un funkcijām.
Kāda ir atšķirība starp gēnu ekspresiju prokariotos un eikariotos?
• Tā kā prokariotiem nav kodola apvalka, ribosomas var sākt sintezēt proteīnu, kad veidojas mRNS virkne. Tas ir ļoti pretrunā ar eikariotu procesu, kur mRNS virkne ir jātransportē citoplazmā, lai ribosomas ar to savienotos. Turklāt prokariotu gēnu ekspresijā galveno posmu skaits ir divi, savukārt eikariotu procesā ir trīs galvenie soļi.
• Eikariotu DNS ir intronu sekvences, tāpēc arī mRNS virknē tās būs. Tāpēc RNS savienošanai ir jānotiek pirms mRNS virknes pabeigšanas eikariotu kodolā. Tomēr prokariotiem nav RNS apstrādes posma, jo to ģenētiskajā materiālā trūkst intronu.
• Prokariotu procesā pastāv iespēja vienlaikus ekspresēt grupētus gēnus (pazīstami kā operoni). Tomēr eikariotos uzreiz tiek ekspresēta tikai viena, un arī nākamā mRNS virkne tiek degradēta pēc ekspresijas.
