Olb altumvielu sintēze prokariotā pret eikariotu
Olb altumvielu sintēzes soļi ir sakārtoti ļoti secīgi katrā visa bioloģiskā vārda šūnā, taču katrā ir nelielas identitātes. Tomēr pastāv nopietnas atšķirības starp prokariotu un eikariotu proteīnu sintēzes ceļiem, neskatoties uz to, ka abos gadījumos gala rezultāts vienmēr ir proteīns. Abu veidu šūnu sastāvdaļas varētu būt galvenais iemesls, kāpēc tās atšķiras viena no otras. Tomēr galvenie transkripcijas, RNS apstrādes un tulkošanas posmi ir vienādi gan prokariotos, gan eikariotos. Šajā rakstā ir sniegts vispārīgs pārskats par proteīnu sintēzi, kam seko viegli uztveramas diskusijas par galvenajām būtiskām atšķirībām savā starpā.
Proteīna sintēze
Proteīnu sintēze ir bioloģisks process, kas notiek organismu šūnās trīs galvenajos posmos, kas pazīstami kā transkripcija, RNS apstrāde un tulkošana. Transkripcijas posmā gēna nukleotīdu secība DNS virknē tiek transkribēta RNS. Šis pirmais solis ir ļoti līdzīgs DNS replikācijai, izņemot to, ka rezultāts ir virkne uz RNS proteīnu sintēzē. DNS virkne tiek demontēta ar DNS helikāzes enzīmu, RNS polimerāze tiek pievienota konkrētajā gēna sākuma vietā, kas pazīstama kā promotors, un RNS virkne tiek sintezēta gar gēnu. Šī jaunizveidotā RNS virkne ir pazīstama kā ziņojuma RNS (mRNS).
MRNS virkne nogādā nukleotīdu secību uz ribosomām RNS apstrādei. Specifiskas tRNS (transfer RNS) molekulas atpazīs 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. Šis pēdējais solis ir pazīstams kā tulkošana; patiešām, šeit notiek faktiskā olb altumvielu sintēze.
Proteīna formu nosaka dažāda veida aminoskābes ķēdē, kas bija pievienotas tRNS molekulām, bet tRNS ir specifiskas mRNS secībai. Tādējādi ir skaidrs, ka olb altumvielu molekulas attēlo DNS molekulā saglabāto informāciju. Tomēr proteīnu sintēzi var uzsākt arī no RNS virknes.
Kāda ir atšķirība starp proteīnu sintēzi prokariotā un eikariotā?
• Notiekot transkripcijas posmam, ribosomas spēj saistīties ar veidojošo mRNS virkni prokariotos, jo tām nav kodola apvalka, kas aptvertu nukleīnskābes. Tomēr mRNS var saistīties ar ribosomām pēc tam, kad virkne eikariotos tiek izvadīta no kodola.
• Tāpēc kļūst skaidrs, ka procesa tulkošanas posms jau ir sākts, pirms transkripcija ir pabeigta prokariotos, savukārt eikariotos abi soļi notiek tālu viens no otra. Citiem vārdiem sakot, RNS apstrāde nenotiek prokariotu sintēzē, bet gan eikariotu procesā.
• Vienā pilnā olb altumvielu sintēzes procesā eikariotos tiek ekspresēts tikai viens gēns, savukārt baktēriju (prokariotu) proteīnu sintēzē no vienas mRNS virknes bieži tiek ekspresēti vairāki gēni. Citiem vārdiem sakot, klasterētos gēnus (pazīstami kā operoni) var ekspresēt prokarioti, bet ne eikarioti.
• Eikariotu nukleīnskābēs ir nekodējošas DNS sekvences, kas pazīstamas kā introni, bet ne prokariotos. MRNS eikariotos noņem intronus no tās virknes, pirms iziet no kodola, kas ir pretstatā vienkāršajai mRNS virknes veidošanai prokariotos.
