Syntéza bielkovín v prokaryotických vs eukaryotických
Proteínová syntéza má svoje kroky vo veľmi vysokom poradí vo vnútri každej bunky celého biologického slova, ale v každej sú malé identity. Existujú však vážne značné rozdiely medzi prokaryotickými a eukaryotickými cestami syntézy proteínov, napriek tomu, že konečným výsledkom je v oboch prípadoch vždy proteín. Komponenty týchto dvoch typov buniek môžu byť hlavným dôvodom, prečo sa tieto bunky navzájom líšia. Hlavné kroky transkripcie, spracovania RNA a translácie sú však rovnaké u prokaryotov aj eukaryotov. V tomto článku je uvedený všeobecný prehľad o syntéze bielkovín, po ktorom nasledujú ľahko stráviteľné diskusie o hlavných podstatných rozdieloch medzi sebou.
Syntéza bielkovín
Syntéza bielkovín je biologický proces, ktorý prebieha vo vnútri buniek organizmov v troch hlavných krokoch známych ako transkripcia, spracovanie RNA a preklad. V kroku transkripcie sa nukleotidová sekvencia génu vo vlákne DNA prepíše do RNA. Tento prvý krok je veľmi podobný replikácii DNA okrem toho, že výsledkom je reťazec na RNA pri syntéze proteínov. Vlákno DNA sa rozloží pomocou enzýmu DNA helikáza, RNA polymeráza sa pripojí na špecifické miesto začiatku génu známeho ako promótor a vlákno RNA sa syntetizuje pozdĺž génu. Toto novovytvorené vlákno RNA je známe ako messenger RNA (mRNA).
Reťazec mRNA prenáša nukleotidovú sekvenciu do ribozómov na spracovanie RNA. Špecifické molekuly tRNA (transfer RNA) rozpoznajú relevantné 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. Tento posledný krok je známy ako preklad; v skutočnosti tu prebieha skutočná syntéza bielkovín.
Tvar proteínu je určený rôznymi typmi aminokyselín v reťazci, ktoré boli pripojené k molekulám tRNA, ale tRNA sú špecifické pre sekvenciu mRNA. Je teda jasné, že molekuly proteínu zobrazujú informácie uložené v molekule DNA. Syntéza bielkovín však môže byť iniciovaná aj z vlákna RNA.
Aký je rozdiel medzi syntézou bielkovín v prokaryotických a eukaryotických podmienkach?
• Keď prebieha krok transkripcie, ribozómy sú schopné asociácie s formujúcim sa reťazcom mRNA v prokaryotoch, pretože nemajú jadrový obal na uzavretie nukleových kyselín. mRNA sa však môže spojiť s ribozómami potom, čo sa vlákno presunie z jadra eukaryotov.
• Preto je jasné, že krok translácie procesu už začal skôr, ako je transkripcia dokončená v prokaryotoch, zatiaľ čo u eukaryotov prebiehajú tieto dva kroky ďaleko od seba. Inými slovami, spracovanie RNA neprebieha pri prokaryotickej syntéze, ale v eukaryotickom procese.
• V jednom úplnom procese syntézy proteínov v eukaryotoch je exprimovaný iba jeden gén, zatiaľ čo v bakteriálnej (prokaryotickej) syntéze proteínov z jedného vlákna mRNA je často exprimovaných niekoľko génov. Inými slovami, zhlukové gény (známe ako operóny) môžu byť exprimované prokaryotmi, ale nie eukaryotmi.
• V eukaryotických nukleových kyselinách známych ako intróny sú nekódujúce sekvencie DNA, ale nie v prokaryotoch. mRNA v eukaryotoch odstraňuje intróny zo svojho vlákna pred opustením jadra, čo je v kontraste s jednoduchou tvorbou vlákna mRNA u prokaryotov.
