Verschil tussen genexpressie in prokaryoten en eukaryoten

Genexpressie in Prokaryoten versus Eukaryoten

Genexpressie is een essentieel proces dat plaatsvindt in zowel prokaryoten als eukaryoten. Ondanks het feit dat de resultaten in zowel eukaryoten als prokaryoten hetzelfde zijn, zijn er aanzienlijke verschillen tussen beide. Genexpressie wordt in het algemeen besproken en de verschillen tussen de prokaryotische en eukaryote processen worden met name in dit artikel benadrukt.

Genexpressie

Wanneer de informatie van een gen wordt omgezet in structurele vormen, wordt gezegd dat het specifieke gen tot expressie wordt gebracht. Genexpressie is een proces dat biologisch belangrijke moleculen maakt en dit zijn meestal macromoleculen. Genen worden meestal tot expressie gebracht in de vorm van eiwitten, maar RNA is ook een product van dit proces. Er zou geen levensvorm kunnen zijn zonder dat het genexpressieproces plaatsvindt.

Drie belangrijke stappen zijn er in genexpressie die bekend staat als de transcriptie, RNA-verwerking en vertaling. De post-translatie-eiwitmodificatie en niet-coderende RNA-rijping zijn enkele van de andere processen die betrokken zijn bij genexpressie. In de transcriptiestap wordt de nucleotidensequentie van het gen in de DNA-streng getranscribeerd in RNA nadat de DNA-streng met DNA-helicase-enzym is ontmanteld. De nieuw gevormde RNA-streng (het mRNA) wordt opnieuw gevormd door de niet-coderende sequenties te verwijderen en de nucleotidensequentie van het gen naar de ribosomen te nemen. Er zijn specifieke tRNA (transfer RNA) moleculen die de relevante aminozuren in het cytoplasma herkennen. Daarna worden tRNA-moleculen aan de specifieke aminozuren gehecht. In elk tRNA-molecuul is er een sequentie van drie nucleotiden. Een ribosoom in het cytoplasma is gehecht aan de mRNA-streng en het startcodon (de promotor) wordt geïdentificeerd. De tRNA-moleculen met de overeenkomstige nucleotiden voor de mRNA-sequentie worden in de grote subeenheid van het ribosoom geplaatst. Wanneer de tRNA-moleculen naar het ribosoom komen, wordt het overeenkomstige aminozuur in de sequentie aan het volgende aminozuur gebonden via een peptidebinding. Deze peptidebinding gaat door totdat het laatste codon in het ribosoom wordt gelezen. Gebaseerd op de sequentie van aminozuren in de eiwitketen, varieert de vorm en functie voor elk eiwitmolecuul. Deze vorm en functie zijn resultaten van de nucleotidesequentie in het DNA-molecuul. Het wordt dus duidelijk dat verschillende genen verschillende eiwitten coderen met variabele vormen en functies.

Wat is het verschil tussen genexpressie in prokaryoten en eukaryoten?

• Omdat prokaryoten geen nucleaire envelop hebben, kunnen de ribosomen beginnen met het synthetiseren van het eiwit terwijl de mRNA-streng wordt gevormd. Dit is in hoge mate in tegenspraak met het eukaryote proces, waarbij de mRNA-streng naar het cytoplasma moet worden getransporteerd om aan ribosomen te binden. Bovendien is het aantal hoofdstappen twee in prokaryote genexpressie, terwijl er drie hoofdstappen zijn in het eukaryotische proces.

• Er zijn intronsequenties in eukaryotisch DNA zodat de mRNA-streng ook die zal hebben. Daarom moet de RNA-splitsing plaatsvinden voordat de mRNA-streng in de kern in eukaryoten wordt gefinaliseerd. Er is echter geen RNA-bewerkingsstap in prokaryoten vanwege het ontbreken van introns in hun genetisch materiaal.

• Mogelijkheid om gelijktijdig geclusterde genen (ook bekend als operons) uit te drukken, is aanwezig in het prokaryotische proces. Er wordt echter maar één tegelijk in eukaryoten tot expressie gebracht en de daaropvolgende mRNA-streng wordt ook na de expressie afgebroken..