Izražanje genov pri prokariontih proti evkariontom
Izražanje genov je bistven proces, ki poteka tako pri prokariontih kot pri evkariontih. Kljub temu, da so rezultati tako pri evkariontih kot pri prokariontih enaki, so med njimi precejšnje razlike. Izražanje genov je obravnavano na splošno, v tem članku pa so posebej poudarjene razlike med prokariontskimi in evkariontskimi procesi.
Izražanje genov
Ko se informacije o genu pretvarjajo v strukturne oblike, pravijo, da je določen gen izražen. Izražanje genov je proces, ki tvori biološko pomembne molekule, to pa so običajno makromolekule. Geni se večinoma izražajo v obliki beljakovin, produkt tega procesa pa je tudi RNA. Življenjska oblika ne bi mogla obstajati brez procesa izražanja genov.
Pri izražanju genov obstajajo trije glavni koraki, znani kot transkripcija, obdelava RNK in prevod. Posttranslacijska modifikacija beljakovin in zorenje nekodirajoče RNA sta nekaj drugih procesov, povezanih z izražanjem genov. V koraku prepisovanja se nukleotidno zaporedje gena v verigi DNA prepiše v RNA, potem ko je veriga DNA razstavljena z encimom DNA helikaza. Novo oblikovana veriga RNA (mRNA) se reformira z odstranitvijo nekodirajočih sekvenc in prenosom nukleotidnega zaporedja gena v ribosome. Obstajajo posebne molekule tRNA (prenosna RNA), ki prepoznajo ustrezne aminokisline v citoplazmi. Po tem se molekule tRNA vežejo na specifične aminokisline. V vsaki molekuli tRNA je zaporedje treh nukleotidov. Ribosom v citoplazmi je pritrjen na verigo mRNA in identificiran je začetni kodon (promotor). Molekule tRNA z ustreznimi nukleotidi za zaporedje mRNA se premaknejo v veliko podenoto ribosoma. Ko molekule tRNA pridejo do ribosoma, se ustrezna aminokislina preko peptidne vezi poveže z naslednjo aminokislino v zaporedju. Ta peptidna vez se nadaljuje, dokler se zadnji kodon ne prebere na ribosomu. Glede na zaporedje aminokislin v beljakovinski verigi se oblika in funkcija razlikujeta za vsako beljakovinsko molekulo. Ta oblika in funkcija sta rezultat zaporedja nukleotidov v molekuli DNA. Zato postane jasno, da različni geni kodirajo različne proteine s spremenljivimi oblikami in funkcijami.
Kakšna je razlika med izražanjem genov pri prokariontih in evkariontih?
• Ker prokarionti nimajo jedrne ovojnice, lahko ribosomi začnejo sintetizirati beljakovino, ko nastane veriga mRNA. To je v velikem nasprotju z evkariontskim procesom, kjer je treba verigo mRNA prenesti v citoplazmo, da se ribosomi povežejo z njo. Poleg tega sta pri ekspresiji prokariontskega gena dva glavna koraka, medtem ko so v evkariontskem procesu trije glavni koraki.
• V evkariontski DNK so intronska zaporedja, tako da jih bo imela tudi veriga mRNA. Zato mora pri evkariontih potekati spajanje RNA, preden se končno oblikuje veriga mRNA v jedru. Vendar pa pri prokariontih ni stopnje obdelave RNA zaradi pomanjkanja intronov v njihovem genetskem materialu.
• V prokariontskem procesu je prisotna možnost sočasnega izražanja grozdastih genov (znanih kot operoni). Vendar pa se pri evkariontih naenkrat izrazi le eden, naslednja veriga mRNA pa se prav tako razgradi po izražanju.
