Verschil tussen prokaryotische en eukaryotische vertaling
Share
Belangrijkste verschil - Prokaryote versus eukaryotische vertaling
Prokaryote en eukaryotische translatie zijn betrokken bij de synthese van eiwitten door het decoderen van de genetische instructies die door de mRNA's worden gedragen. Tijdens translatie worden nucleotide-tripletten, bekend als codons, op het mRNA getranslateerd in een sequentie van aminozuren. Zowel de prokaryotische als de eukaryotische vertaling delen een vergelijkbaar basisplan doorheen de processen. Er zijn echter verschillende verschillen die kunnen worden waargenomen in deze vertaalprocessen. De grootste verschil tussen prokaryotische en eukaryotische vertaling is dat prokaryotische translatie vindt synchroon plaats met zijn transcriptie terwijl eukaryote translatie asynchroon optreedt met zijn transcriptie.
Dit artikel legt uit,
1. Wat is Prokaryotic Translation
- Definitie, proces, functies
2. Wat is Prokaryotic Translation
- Definitie, proces, functies
3. Wat is het verschil tussen Prokaryote en Eukaryotische Vertaling
Wat is Prokaryotic Translation
In prokaryoten is translatie het proces waarbij gelijktijdig eiwitten met transcriptie worden gesynthetiseerd. De vertaling begint net na het overschrijven van het 5'-uiteinde van het gen in mRNA. Prokaryote vertaling komt in principe in drie stappen voor: initiatie, verlenging en beëindiging. Om de vertaling te initiëren, worden de twee subeenheden 50S en 30S samengesteld. De drie initiatiefactoren, IF1, IF2 en IF3 helpen bij het samenstellen van het initiatiecomplex. N-formylmethionine is het eerste toegevoegde aminozuur in translatie. GTP wordt gebruikt als de energiebron voor de vorming van peptidebindingen tussen de overblijvende en binnenkomende nucleotiden. De vertaalinitiatiefactor is EF-P.
De selectie van het startcodon wordt vergemakkelijkt door de binding van het ribosoom met de Shine-Dalgarno-sequentie. De Shine-Dalgarno-sequentie is een purinerijk gebied dat zich stroomopwaarts van het AUG-startcodon bevindt. Deze sequentie is complementair aan het pyrimidine-rijke gebied op 16S rRNA. Het 16S-rRNA is een component van de 30S-subeenheid. Deze twee complementaire nucleotiden paren samen en vormen een dubbelstrengs RNA-structuur. Deze koppeling brengt het startcodon in de P-plaats van het ribosoom. Het eerste aminozuur bindt zich aan de P-site. Een ribosoom bestaat uit drie actieve sites: een site, een P-site en een E-site. Inkomende aminoacyl-tRNA's, anders dan het eerste aminoacyl-tRNA, binden zich aan de A-plaats. De vorming van de peptidebindingen vindt plaats op de P-plaats. De exit-site voor het ongeladen tRNA is de E-site.
Figuur 1: initiatie van transcriptie in 70S-ribosoom van prokaryoten
De twee rekfactoren zijn EF-G en EF-Tu. De translatie verlengt totdat het ribosoom een van de drie stopcodons bereikt: UAA, UGA, UAG. Afgiftefactoren anders dan de tRNA's, herkennen het stopcodon. Het mRNA met het terminatiecodon op A-plaats wordt aangeduid als het terminatiecomplex. Drie afgiftefactoren kunnen worden geïdentificeerd: RF1, RF2 en de RF3. RF1 en RF2 herkennen de UAA / UAG en UAA / UGA en hydrolyseren de esterbinding in peptidyl-tRNA om de polypeptide-keten in wording vrij te maken. RF3 katalyseert het vrijkomen van RF1 en RF2. Zodra het nieuwe eiwit vrijkomt, ondergaat het ribosoom recycling. De Ribosome Recycling Factor en EF-G zijn betrokken bij het vrijmaken van mRNA en tRNA's van het ribosoom en dissociatie van 70S-ribosoom in 30S- en 50S-subeenheden. IF3 geeft het mRNA vrij door het gedeacyleerde tRNA te vervangen.
Wanneer bacteriën de stationaire fase binnenkomen, wordt de translatie gedownreguleerd door de dimerisatie van ribosomen. Dimerisatie van ribosomen wordt vergemakkelijkt door RMF, HPF en YfiA. De ribosoom-dissociatiefactoren zijn RsfA en HflX.
Wat is eukaryotische vertaling
Vertaling is de tweede stap van eukaryote genexpressie, een afzonderlijke gebeurtenis van eukaryote transcriptie. Transcriptie en translatie komen voor in twee verschillende compartimenten in eukaryoten. Daarom kunnen de twee processen niet tegelijkertijd plaatsvinden. Eukaryote mRNA's zijn monocistronisch en worden in de kern verwerkt door een 5'-dop, poly-A-staart toe te voegen en intronen uit te splitsen voordat ze worden afgegeven aan het cytoplasma. Het pauzeren van ribosomen beïnvloedt ook de translatie door co-translationele vouwing van de nieuw synthetiserende polypeptideketen op het ribosoom. Dit proces vertraagt de vertaling en geeft tijd voor de vertaling.
Eukaryote mRNA's bestaan uit een 5'-dop en poly-A-staart. Daarom vindt de initiatie van translatie op twee verschillende manieren plaats: cap-afhankelijke initiatie en cap-onafhankelijke initiatie. Tijdens cap-afhankelijke initiatie binden de initiatiefactoren aan het 5'-uiteinde van het mRNA. Deze initiatiefactoren houden het mRNA in de kleine subeenheid van het ribosoom. Tijdens caponafhankelijke initiatie maken interne ribosoominvoersites het mogelijk om de ribosoomhandel direct naar de startplaats te leiden. In eukaryoten is het eerste bindende aminozuur methionine. 40S-subeenheid associeert met 60S-subeenheid om 80S-ribosoom te vormen.
Twee elongatiefactoren zijn betrokken bij eukaryote translatie: eEF-1 en eEF-2. Verlenging gebeurt op dezelfde manier als prokaryoten. Beëindiging van de vertaling is ook hetzelfde als in het prokaryotische systeem. Maar de universele afgiftefactor eRF1 is in staat om alle drie stopcodons te herkennen. De afgiftefactor, eRF3 helpt eRF1 om de polypeptideketen vrij te maken. De basisstappen van de vertaling worden getoond in Figuur 2.
Figuur 2: Algemene vertaling
Verschil tussen prokaryotische en eukaryotische vertaling
timing
Prokaryotische vertaling: Prokaryote transcriptie en translatie zijn gelijktijdige processen.
Eukaryotische vertaling: Eukaryote transcriptie en translatie zijn discontinue processen.
ribosomen
Prokaryotische vertaling: 30S en 50S = 70S ribosomen
Eukaryotische vertaling: 40S en 60S = 80S ribosomen
Messenger RNA-bron
Prokaryotische vertaling: Porkaryotische mRNA's komen voor in het cytoplasma. Het mRNA is polycistronisch.
Eukaryotische vertaling: Eukaryote mRNA's komen voor in de kern. Na de post-transcriptionele modificaties worden ze via kernporiën vrijgegeven aan het cytoplasma. Het mRNA is monocistranisch.
Levensduur van mRNA
Prokaryotische vertaling: De mRNA's zijn onstabiel en leven gedurende enkele seconden tot twee minuten.
Eukaryotische vertaling: De mRNA's zijn vrij stabiel en leven ongeveer enkele uren tot dagen.
Plaats
Prokaryotische vertaling: Dit wordt uitgevoerd door 70S-ribosomen in het cytoplasma.
Eukaryotische vertaling: Dit wordt uitgevoerd door de 80S-ribosomen bevestigd aan de ER.
Lokalisatie in de celcyclus
Prokaryotische vertaling: Er is geen definitieve fase voor het voorkomen.
Eukaryotische vertaling: Dit gebeurt in G1- en G2-fasen in de celcyclus.
Sequenties in de onvertaalde regio
Prokaryotische vertaling: De Shine-Dalgarno-sequentie wordt gevonden in de 5 'UTR, ~ 10 nucleotiden stroomopwaarts van het startcodon.
Eukaryotische vertaling: Kozak-sequentie wordt gevonden in de 5'-UTR, een paar nucleotiden stroomopwaarts van het statcodon.
Vertaalinitiatie
Prokaryotische vertaling: Cap-onafhankelijke initiatie.
Eukaryotische vertaling: Zowel cap-afhankelijk en cap-onafhankelijke initiatie.
Initiatiefactoren
Prokaryotische vertaling: Drie initiatiefactoren zijn betrokken: IF1, IF2 en IF3.
Eukaryotische vertaling: Negen initiatiefactoren zijn betrokken: elF 1, 2, 3, 4A, 4B, 4C, 4D, 5 en 6.
Eerste aminozuur
Prokaryotische vertaling: N-formylmethionine is het eerste aminozuur dat aan de polypeptideketen is toegevoegd.
Eukaryotische vertaling: Methionine is het eerste aminozuur dat aan de polypeptideketen wordt toegevoegd.
Verlengingsfactor
Prokaryotische vertaling: Twee verlengingsfactoren zijn hierbij betrokken: EF-G en EF-Tu.
Eukaryotische vertaling: Er zijn twee elongatiefactoren: eEF-1 en eEF-2.
Snelheid
Prokaryotische vertaling: Prokaryote vertaling is een sneller proces dat twintig aminozuren per seconde toevoegt.
Eukaryotische vertaling: Eukaryote vertaling is een langzamer proces dat één enkel aminozuur per seconde toevoegt.
Het lot van het eerste aminozuur
Prokaryotische vertaling: De formylgroep wordt verwijderd uit het eerste aminozuur, waarbij methionine in de polypetideketen wordt vastgehouden.
Eukaryotische vertaling: Het gehele methionine wordt uit de polypeptideketen verwijderd.
Release-factor
Prokaryotische vertaling: Er zijn twee vrijgegeven factoren: RF1 (voor UAG en UAA) en RF2 (voor UAA en UGA).
Eukaryotische vertaling: Het gaat om een enkele afgiftefactor: eRF1.
Conclusie
Vertaling is het universele proces van het synthetiseren van eiwitten als de tweede stap in genexpressie. Zowel prokaryotische als eukaryote ribosomen decoderen mRNA's in fundamenteel vergelijkbare methoden. Ribosomen zijn de machinerie van de eiwitsynthese. Alle twintig essentiële aminozuren worden gedeeld in zowel prokaryotische als eukaryotische vertaalprocessen. Beide processen vinden plaats in het cytoplasma en vervolledigen de vier processen: initiatie, rek, translocatie en terminatie. Het tRNA brengt het juiste aminozuur, waardoor peptidebindingen tussen twee aminozuren kunnen ontstaan. Het belangrijkste verschil tussen prokaryotische en eukaryotische translatie is dat prokaryotische translatie een gelijktijdig proces is met transcriptie, terwijl eukaryote translatie een afzonderlijk proces is van de transcriptie ervan..
Referentie:
1. "Prokaryote vertaling". Wikipedia, de gratis encyclopedie, 2016. Betreden 26 februari 2017
2. "Eukaryotische vertaling". Wikipedia, de gratis encyclopedie, 2016. Betreden 26 februari 2017
3. "Verschil tussen prokaryotische en eukaryote vertaling". EASY BIOLOGY CLASS, 2017. Betreden 26 februari 2017
4. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L "Eukaryote eiwitsynthese Verschilt van prokaryotische eiwitsynthese Vooral bij vertaalinitiatie". Biochemie. 5e editie. Sectie 29.5, 2002 New York: W H Freeman, New York. NCBI-boekenplank. Toegankelijk 26 februari 2017
Afbeelding met dank aan:
1. "121-70SRibosomes initiatie" door David Goodsell - RCSB PDB Molecuul van de maand (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
2. "TRNA ribosomen diagram en" door LadyofHats - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia
