Różnica między syntezą białek w prokariotycznych i eukariotycznych

Synteza białek u prokariotycznych vs. eukariotycznych

Synteza białek ma swoje kroki w bardzo ściśle zsekwencjonowany sposób w każdej komórce całego słowa biologicznego, ale każda z nich ma małą tożsamość. Istnieją jednak poważne różnice między szlakami syntezy białek prokariotycznych i eukariotycznych, mimo że końcowy wynik jest zawsze białkiem w obu przypadkach. Składniki dwóch rodzajów komórek mogą być głównym powodem, dla którego różnią się one między sobą. Jednak główne etapy transkrypcji, przetwarzania RNA i translacji są takie same zarówno u prokariontów, jak i eukariotów. Ogólne omówienie syntezy białek przedstawiono w tym artykule, a następnie łatwe do strawienia dyskusje na temat głównych znaczących różnic między sobą.

Synteza białek

Synteza białek jest procesem biologicznym, który zachodzi w komórkach organizmów w trzech głównych etapach zwanych transkrypcją, przetwarzaniem RNA i translacją. W etapie transkrypcji sekwencja nukleotydowa genu w nici DNA jest transkrybowana do RNA. Ten pierwszy etap jest bardzo podobny do replikacji DNA, z wyjątkiem tego, że wynikiem jest nić na RNA w syntezie białka. Nić DNA jest rozkładana za pomocą enzymu helikazy DNA, polimeraza RNA jest przyłączona w określonym miejscu początku genu znanego jako promotor, a nić RNA jest syntetyzowana wzdłuż genu. Ta nowo utworzona nić RNA jest znana jako informacyjny RNA (mRNA).

Nić mRNA przenosi sekwencję nukleotydową do rybosomów w celu przetworzenia RNA. Specyficzne cząsteczki tRNA (transfer RNA) rozpoznają odpowiednie aminokwasy w cytoplazmie. Następnie cząsteczki tRNA są przyłączane do określonych aminokwasów. W każdej cząsteczce tRNA znajduje się sekwencja trzech nukleotydów. Rybosom w cytoplazmie jest przyłączony do nici mRNA i identyfikowany jest kodon startowy (promotor). Cząsteczki tRNA z odpowiadającymi nukleotydami dla sekwencji mRNA są przenoszone do dużej podjednostki rybosomu. Gdy cząsteczki tRNA docierają do rybosomu, odpowiedni aminokwas jest związany z kolejnym aminokwasem w sekwencji poprzez wiązanie peptydowe. Ten ostatni krok jest znany jako tłumaczenie; w rzeczywistości właśnie tam odbywa się właściwa synteza białek.

Kształt białka jest określany przez różne typy aminokwasów w łańcuchu, które były przyłączone do cząsteczek tRNA, ale tRNA jest specyficzny dla sekwencji mRNA. Dlatego jasne jest, że cząsteczki białka przedstawiają informacje przechowywane w cząsteczce DNA. Jednak syntezę białka można również zainicjować z nici RNA.

Jaka jest różnica między syntezą białek w komórkach prokariotycznych i eukariotycznych?

• Gdy etap transkrypcji ma miejsce, rybosomy są zdolne do asocjacji z tworzącą się nicią mRNA u prokariotów, ponieważ nie mają otoczki jądrowej do zamknięcia kwasów nukleinowych. Jednak mRNA może łączyć się z rybosomami po przeniesieniu nici z jądra u eukariontów.

• Dlatego staje się jasne, że etap tłumaczenia procesu został już rozpoczęty przed zakończeniem transkrypcji u prokariontów, podczas gdy dwa etapy odbywają się daleko od siebie u eukariontów. Innymi słowy, przetwarzanie RNA nie zachodzi w syntezie prokariotycznej, ale w procesie eukariotycznym.

• Tylko jeden gen ulega ekspresji w jednym pełnym procesie syntezy białka u eukariontów, podczas gdy często istnieje kilka genów wyrażanych w bakteryjnej (prokariotycznej) syntezie białka z jednej nici mRNA. Innymi słowy, geny w klastrach (znane jako Operony) mogą być wyrażane przez prokarionty, ale eukarionty nie mogą.

• Istnieją niekodujące sekwencje DNA w eukariotycznych kwasach nukleinowych znanych jako Introny, ale nie u prokariotów. MRNA u eukariontów usuwa introny ze swojej nici przed opuszczeniem jądra, co kontrastuje z prostym tworzeniem nici mRNA u prokariotów.