Génová expresia u prokaryotov vs eukaryoty
Génová expresia je nevyhnutný proces, ktorý prebieha v prokaryotoch aj eukaryotoch. Napriek tomu, že výsledky u eukaryotov aj prokaryotov sú rovnaké, sú medzi nimi značné rozdiely. Génová expresia je diskutovaná vo všeobecnosti a rozdiely medzi prokaryotickými a eukaryotickými procesmi sú zdôraznené najmä v tomto článku.
Génový výraz
Keď sa informácie o géne premieňajú na štruktúrne formy, hovorí sa, že konkrétny gén je exprimovaný. Génová expresia je proces, ktorý vytvára biologicky dôležité molekuly, a to sú zvyčajne makromolekuly. Gény sú väčšinou exprimované vo forme proteínov, ale produktom tohto procesu je aj RNA. Bez procesu génovej expresie by nemohla existovať žiadna forma života.
Pri génovej expresii známej ako transkripcia, spracovanie RNA a translácia existujú tri hlavné kroky. Modifikácia proteínu po translácii a dozrievanie nekódujúcej RNA sú niektoré z ďalších procesov, ktoré sa podieľajú na génovej expresii. V kroku transkripcie sa nukleotidová sekvencia génu vo vlákne DNA prepíše do RNA po tom, čo sa vlákno DNA rozloží pomocou enzýmu DNA helikázy. Novovytvorený reťazec RNA (mRNA) sa reformuje odstránením nekódujúcich sekvencií a prenesením nukleotidovej sekvencie génu do ribozómov. Existujú špecifické molekuly tRNA (transfer RNA), ktoré rozpoznávajú príslušné aminokyseliny v cytoplazme. Potom sú molekuly tRNA pripojené k špecifickým aminokyselinám. V každej molekule tRNA je sekvencia troch nukleotidov. Ribozóm v cytoplazme je pripojený k vláknu mRNA a identifikuje sa štartovací kodón (promótor). Molekuly tRNA so zodpovedajúcimi nukleotidmi pre sekvenciu mRNA sa presunú do veľkej podjednotky ribozómu. Keď molekuly tRNA prichádzajú k ribozómu, zodpovedajúca aminokyselina sa viaže s ďalšou aminokyselinou v sekvencii prostredníctvom peptidovej väzby. Táto peptidová väzba pokračuje, kým sa neprečíta posledný kodón na ribozóme. Na základe poradia aminokyselín v proteínovom reťazci sa tvar a funkcia každej molekuly proteínu líši. Tento tvar a funkcia sú výsledkom nukleotidovej sekvencie v molekule DNA. Je teda jasné, že rôzne gény kódujú rôzne proteíny s premenlivými tvarmi a funkciami.
Aký je rozdiel medzi génovou expresiou u prokaryotov a eukaryotov?
• Keďže prokaryoty nemajú jadrový obal, ribozómy môžu začať syntetizovať proteín, keď sa vytvorí vlákno mRNA. To je veľmi kontrastné s eukaryotickým procesom, kde sa vlákno mRNA musí transportovať do cytoplazmy, aby sa s ním ribozómy spojili. Okrem toho, počet hlavných krokov pri expresii prokaryotického génu je dva, zatiaľ čo v eukaryotickom procese sú tri hlavné kroky.
• V eukaryotickej DNA sú intrónové sekvencie, takže ich bude mať aj vlákno mRNA. Zostrih RNA sa preto musí uskutočniť pred finalizáciou vlákna mRNA vo vnútri jadra v eukaryotoch. U prokaryotov však neexistuje žiadny krok spracovania RNA kvôli nedostatku intrónov v ich genetickom materiáli.
• Možnosť súčasnej expresie zoskupených génov (známych ako operóny) je prítomná v prokaryotickom procese. V eukaryotoch je však naraz exprimovaný iba jeden a následné vlákno mRNA je po expresii tiež degradované.
