Kľúčový rozdiel medzi génovou expresiou a génovou reguláciou je v tom, že génová expresia je proces, ktorý produkuje funkčný proteín alebo RNA z genetickej informácie ukrytej v géne, zatiaľ čo génová regulácia je proces, ktorý vyvoláva alebo potláča expresiu gén.
Gén je špecifický fragment DNA umiestnený v chromozóme. Pozostáva z intrónov, čo sú nekódujúce sekvencie, a exónov, čo sú kódujúce sekvencie. Gény podliehajú expresii prostredníctvom dvoch hlavných krokov, aby sa vytvorili proteíny. Špecifické poradie nukleotidov určuje výsledný proteín. Preto je skutočne dôležité exprimovať a regulovať gény, aby sa zabránilo produkcii nepotrebných proteínov, ktoré môžu spôsobiť rôzne problémy vrátane genetických porúch, syndrómov atď. Génová expresia a génová regulácia sú teda dva mimoriadne dôležité procesy vyskytujúce sa v živých organizmoch. Ani jeden z týchto procesov však neprebieha oddelene; oba procesy prebiehajú súčasne.
Čo je génová expresia?
Génová expresia je proces transformácie genetickej informácie ukrytej v géne na proteín. Je to proces, ktorý vytvára biologicky dôležité molekuly, a sú to zvyčajne makromolekuly, najmä proteíny. RNA je však aj produktom génovej expresie. V skutočnosti nemôže existovať žiadna forma života bez génovej expresie. Existujú dva hlavné kroky génovej expresie. Sú to transkripcia a preklad. Medzi týmito dvoma procesmi prebieha aj spracovanie RNA. Nielen to, počas génovej expresie prebieha aj niekoľko ďalších procesov, ako napríklad modifikácia proteínov po translácii a dozrievanie nekódujúcej RNA atď.
Obrázok 01: Gene Expression
Trankripcia je prvým krokom génovej expresie; to vytvára sekvenciu mRNA z genetickej informácie v kódujúcej sekvencii génu. Potom sa produkovaná sekvencia mRNA podrobí spracovaniu, aby sa odstránili nekódujúce sekvencie. Po spracovaní molekuly mRNA opúšťa jadro a dostáva sa k ribozómom v cytoplazme. Druhý krok prekladu začína na ribozómoch. Existujú špecifické molekuly tRNA (transfer RNA), ktoré rozpoznávajú príslušné aminokyseliny v cytoplazme. Pomocou rRNA a tRNA sa sekvencia mRNA transformuje na špecifický proteín na konci génovej expresie.
Čo je génová regulácia?
Génová regulácia je proces kontroly génovej expresie. Je to životne dôležitý proces pri kontrole mimoriadne zložitých informácií o DNA organizmu. Bolo by prekvapujúce vedieť, že takmer 97 % sekvencií ľudskej DNA sú nekódujúce sekvencie. Inými slovami, veľká väčšina ľudského genómu obsahuje sekvencie, ktoré nie sú génmi. Predpokladá sa, že všetky tieto (aspoň väčšina z nich) nekódujúce sekvencie fungujú v procese génovej regulácie. Intróny sú hlavnou zložkou v nekódujúcich sekvenciách, zatiaľ čo exóny kódujú proteíny.
Obrázok 02: Génová regulácia
Génová regulácia má svoje hlavné funkcie pri riadení presnosti a rýchlosti génovej expresie vo všeobecnosti a niekoľko ďalších funkcií zvlášť. Regulácia génovej expresie prebieha hlavne počas transkripcie, zostrihu RNA, transportu RNA, translácie a degradácie mRNA. Ďalšími dôležitými aspektmi génovej regulácie sú však ďalšie procesy, ako je indukcia expresie enzýmov, indukcia proteínov tepelného šoku a lac operón (transport a metabolizmus laktózy). Okrem toho by bolo dôležité uviesť, že je to génová regulácia, ktorá poskytuje základ pre všestrannosť buniek, ktoré sa majú modifikovať prostredníctvom bunkovej diferenciácie prostredníctvom indukcie alebo inhibície génových expresií.
Aké sú podobnosti medzi génovou expresiou a génovou reguláciou?
- Génová expresia a génová regulácia sú dva dôležité procesy prebiehajúce v živých organizmoch.
- Oba procesy zabezpečujú produkciu správnych bielkovín.
- Tiež sú životne dôležité pre odovzdávanie správnej genetickej informácie od rodičov potomkom.
- Okrem toho oba procesy prebiehajú súčasne.
Aký je rozdiel medzi génovou expresiou a génovou reguláciou?
Génová expresia je proces syntézy biologicky fungujúcich makromolekúl z génov, zatiaľ čo génová regulácia zaisťuje, že sa v procese expresie nič nepokazí. Toto je kľúčový rozdiel medzi génovou expresiou a génovou reguláciou. Navyše, ďalší rozdiel medzi génovou expresiou a génovou reguláciou je v tom, že génová expresia nastáva prostredníctvom transkripcie a translácie, zatiaľ čo génová regulácia nastáva prostredníctvom regulácie chromatínových domén, transkripcie, post-transkripčnej modifikácie, transportu RNA, translácie a degradácie mRNA.
Pod infografikou je uvedený podrobnejší popis rozdielu medzi génovou expresiou a génovou reguláciou.
Súhrn – Génová expresia verzus génová regulácia
Génová expresia je proces, ktorý premieňa genetickú informáciu génu na funkčný proteín alebo RNA, zatiaľ čo génová regulácia je proces, ktorý riadi expresiu génov. V skutočnosti je génová expresia hlavným procesom, zatiaľ čo génová regulácia je nevyhnutnou kontrolnou súčasťou. Okrem toho je génová expresia podrobená všetkým súvisiacim procesom génovej regulácie, ako je načasovanie, riadenie rýchlosti, inhibícia a indukcia. Génová expresia aj génová regulácia zabezpečujú produkciu správnych proteínov v správnom množstve. Toto sumarizuje rozdiel medzi génovou expresiou a génovou reguláciou.
