Ključna razlika med izražanjem genov in regulacijo genov je, da je izražanje genov proces, ki proizvaja funkcionalno beljakovino ali RNA iz genetske informacije, skrite v genu, medtem ko je regulacija genov proces, ki inducira ali zavira izražanje gen.
Gen je specifičen fragment DNK, ki se nahaja v kromosomu. Sestavljen je iz intronov, ki so nekodirajoče sekvence, in eksonov, ki so kodirne sekvence. Geni se izražajo v dveh glavnih korakih, da proizvedejo beljakovine. Specifični vrstni red nukleotidov določa nastali protein. Zato je zelo pomembno, da izražamo in uravnavamo gene, da preprečimo proizvodnjo nepotrebnih beljakovin, ki lahko povzročijo različne težave, vključno z genetskimi motnjami, sindromi itd. Zato sta izražanje genov in regulacija genov dva izjemno pomembna procesa, ki se dogajata v živih organizmih. Vendar nobeden od teh procesov ne poteka ločeno; oba procesa potekata hkrati.
Kaj je izražanje genov?
Izražanje genov je proces pretvorbe genetske informacije, skrite v genu, v beljakovino. To je proces, ki tvori biološko pomembne molekule, običajno pa so to makromolekule, zlasti beljakovine. Vendar pa je RNA tudi produkt izražanja genov. Pravzaprav ne more obstajati življenjska oblika brez izražanja genov. Obstajata dva glavna koraka izražanja genov. Sta transkripcija in prevod. Med tema dvema procesoma poteka tudi procesiranje RNA. Ne le to, med ekspresijo genov poteka tudi več drugih procesov, kot je posttranslacijska modifikacija beljakovin in zorenje nekodirajoče RNA itd.
Slika 01: Izražanje genov
Transkripcija je prvi korak izražanja genov; to proizvede zaporedje mRNA iz genetske informacije v kodirnem zaporedju gena. Nato se proizvedeno zaporedje mRNA obdela, da se odstranijo nekodirajoča zaporedja. Po obdelavi molekula mRNA zapusti jedro in doseže ribosome v citoplazmi. Drugi korak prevajanja se začne pri ribosomih. Obstajajo posebne molekule tRNA (prenosna RNA), ki prepoznajo ustrezne aminokisline v citoplazmi. S pomočjo rRNA in tRNA se zaporedje mRNA na koncu genske ekspresije preoblikuje v specifičen protein.
Kaj je regulacija genov?
Regulacija genov je proces nadzora izražanja genov. To je pomemben proces pri nadzoru izjemno kompleksnih informacij DNK organizma. Presenetljivo bi bilo vedeti, da je skoraj 97 % zaporedij človeške DNK nekodirajočih zaporedij. Z drugimi besedami, velika večina človeškega genoma vsebuje zaporedja, ki niso geni. Vse te (vsaj večina teh) nekodirajočih sekvenc naj bi delovale v procesu regulacije genov. Introni so glavna komponenta v nekodirajočih zaporedjih, medtem ko eksoni kodirajo proteine.
Slika 02: Regulacija genov
Regulacija genov ima svoje glavne funkcije pri nadzoru natančnosti in hitrosti izražanja genov na splošno in še posebej nekaj drugih funkcij. Regulacija izražanja genov poteka predvsem med transkripcijo, spajanjem RNA, transportom RNA, translacijo in razgradnjo mRNA. Vendar pa so drugi pomembni vidiki genske regulacije drugi procesi, kot je induciranje izražanja encimov, induciranje proteinov toplotnega šoka in lac operon (transport in metabolizem laktoze). Poleg tega bi bilo pomembno povedati, da je genska regulacija tista, ki zagotavlja osnovo za vsestranskost celic, ki jih je treba spremeniti s celično diferenciacijo z indukcijo ali zaviranjem izražanja genov.
Kakšne so podobnosti med izražanjem genov in regulacijo genov?
- Izražanje genov in regulacija genov sta dva pomembna procesa, ki potekata v živih organizmih.
- Oba procesa zagotavljata proizvodnjo pravilnih beljakovin.
- Poleg tega so ključnega pomena za prenos pravilnih genetskih informacij od staršev do potomcev.
- Poleg tega se oba procesa odvijata istočasno.
Kakšna je razlika med izražanjem genov in regulacijo genov?
Izražanje genov je proces sintetiziranja biološko delujočih makromolekul iz genov, medtem ko regulacija genov poskrbi, da v procesu izražanja ne gre nič narobe. Torej, to je ključna razlika med izražanjem genov in regulacijo genov. Poleg tega je nadaljnja razlika med gensko ekspresijo in gensko regulacijo v tem, da se genska ekspresija pojavi s transkripcijo in prevajanjem, medtem ko se genska regulacija pojavi z regulacijo kromatinskih domen, transkripcije, posttranskripcijske modifikacije, transporta RNA, translacije in razgradnje mRNA.
Spodnja infografika prikazuje več opisa razlike med izražanjem genov in regulacijo genov.
Povzetek – izražanje genov proti regulaciji genov
Izražanje genov je proces, ki pretvori genetske informacije gena v funkcionalno beljakovino ali RNK, medtem ko je regulacija genov proces, ki nadzira izražanje genov. Pravzaprav je izražanje genov glavni proces, medtem ko je regulacija genov bistveni nadzorni del. Poleg tega je izražanje genov podvrženo vsem sorodnim procesom genske regulacije, kot so čas, nadzor hitrosti, inhibicija in indukcija. Tako izražanje genov kot regulacija genov zagotavljata proizvodnjo pravilnih beljakovin v pravilnih količinah. To torej povzema razliko med izražanjem genov in regulacijo genov.
