Verschil tussen transcriptie en vertaling
Share
Belangrijkste verschil - transcriptie versus vertaling
Transcriptie en translatie zijn beide betrokken bij het genexpressieproces dat nodig is voor het functioneren van de cel. Transcriptie is het kopiëren van genen in het genoom naar RNA-stukjes. Vertaling is het decoderen van het mRNA in eiwitten. De transcriptie van DNA in RNA en de translatie van RNA in eiwitten worden beschouwd als het centrale dogma van de moleculaire biologie. Het belangrijkste verschil tussen transcriptie en vertaling is dat transcriptie omvat de productie van RNA uit DNA terwijl translatie de eiwitsynthese omvat door het mRNA te decoderen.
Dit artikel kijkt naar,
1. Wat is transcriptie
- Definitie, proces, kenmerken
2. Wat is vertaling
- Definitie, proces, kenmerken
3. Wat is het verschil tussen Nucleolus en Nucleus
Wat is transcriptie
Transcriptie is de eerste stap van het genexpressieproces. Een gen wordt gekopieerd naar een RNA-stuk met behulp van het enzym RNA-polymerase. Dit stukje RNA wordt het primaire transcript genoemd. Het is complementair en antiparallel aan de DNA-sequentie waaruit het is gekopieerd. Transcriptie kan verschillende soorten RNA's produceren: boodschapper-RNA (mRNA), transfer-RNA (tRNA), ribosomaal RNA (rRNA) en niet-coderend RNA zoals microRNA (miRNA). De genen gecodeerd voor eiwitten produceren mRNA's. De mRNA's bestaan uit niet-vertaalde gebieden die 5 'UTR en 3' UTR worden genoemd voor de regulatie van eiwitsynthese. Andere RNA-typen worden beschouwd als hulpmiddelen voor de synthese, regulatie en verwerking van eiwitten.
In virussen wordt mRNA gesynthetiseerd uit zijn RNA-genoom. Hun genoom bestaat uit negatief sense, enkelstrengs RNA. Tijdens de RNA-replicatie wordt een positief sense, enkelstrengs RNA geproduceerd dat de laatste tijd in de vertaling kan worden gebruikt. Sommige virussen zoals HIV transcriberen RNA-genomen in DNA met behulp van het enzym reverse transcriptase. Het synthetiseren van complementair DNA uit RNA wordt dus aangeduid als de reverse transcriptie.
In prokaryote en eukaryotische transcriptie wordt antisense streng getranscribeerd in het mRNA in de 5 'naar 3'-richting. Dit sluit de vorming van Okazaki-fragmenten uit zoals bij DNA-replicatie. Bovendien heeft RNA-polymerase geen RNA-primers nodig voor de initiatie van de transcriptie. Het transcriptieproces verloopt in vier stappen: initiatie, ontsnapping van de promotor, verlenging en beëindiging. Transcriptie wordt geïnitieerd door de binding van RNA-polymerase aan de promotor, met behulp van geassocieerde eiwitten die transcriptiefactoren worden genoemd. Zes transcriptiefactoren die zijn geassocieerd met RNA-polymerase II kunnen worden geïdentificeerd in eukaryoten: TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF en TFIIH. De initiatie van de transcriptie wordt gereguleerd door activators en repressors.
Na de vorming van het transcriptie-initiatiecomplex worden enkele nucleotiden toegevoegd en RNA-polymerase ontsnapt uit de promoter. Vervolgens wordt het transcriptie-elongatiecomplex gevormd. RNA-polymerase doorloopt de antisense DNA-streng en voegt nucleotiden toe die complementair zijn aan de matrijs om de nieuwe RNA-streng te produceren. De nucleotide precursors die worden gebruikt zijn adenine, uracil, cytosine en guanine. Het primaire transcript wordt gesplitst van de sjabloon in de beëindiging van het proces. In eukaryoten wordt de splitsing gevolgd door post-transcriptionele modificaties, zoals polyadenylatie, 5'-uiteinde capping en splitsing van introns. Een eenvoudig diagram dat de transcriptie en de verwerking illustreert, wordt getoond in Figuur 1.
Figuur 1: Transcriptie en verwerking van RNA
Antibiotica werken als transcriptieremmers. Daarom kunnen ze worden gebruikt om bacteriële en schimmelinfecties bij mensen te genezen. Rifampicine en 8-hydroxychinoline zijn twee antibiotica die respectievelijk de transcriptie in bacteriën en schimmels remmen. Aan de andere kant kan transcriptie worden gemeten met RT-PCR, DNA-microarrays, in situ hybridisatie, Northern-blot en RNA-seq-achtige moleculair-biologische technieken..
Wat is vertaling
Vertaling is de tweede stap in het proces van genexpressie. De mRNA's, geproduceerd door transcriptie, worden door ribosomen getranslateerd in eiwitten in het cytoplasma. Tijdens translatie wordt mRNA gedecodeerd door ribosomen om een aminozuurketen of een polypeptideketen te produceren. Complementaire tRNA-anticodonsequenties, die een specifiek aminozuur dragen, binden aan het mRNA. Dit type tRNA's wordt aminoacyl-tRNA's genoemd. De binding wordt vergemakkelijkt door ribosomen. De aminozuren gedragen door tRNA uit de polypeptideketen door peptidebindingsvorming tussen twee aminozuren. Deze aminozuurketen ondergaat post-translationele modificaties en vouwt vervolgens in de 3-D-structuur om een actief eiwit te worden.
Vertaling vindt plaats in drie stappen: initiatie, verlenging en beëindiging. Om de translatie te initiëren, worden de ribosomen rondom het doel-mRNA geassembleerd. Het eerste toegevoegde tRNA is het methionine dragende tRNA dat overeenkomt met het startcodon, AUG aan het 5'-uiteinde van het mRNA. Een codon is een sequentie van drie nucleotiden op het mRNA, die coderen voor een specifiek aminozuur. Nadat het eerste tRNA is gehecht aan het startcodon, wordt het tRNA dat overeenkomt met het tweede codon gehecht aan mRNA. Vervolgens transloceert het ribosoom naar het tweede tRNA. De eerste en de tweede aminozuren, die worden gedragen door het tRNA, vormen een peptidebinding daartussen. Op dezelfde manier gaat het decoderen verder als het ribosoom wordt verplaatst in de richting 5 'naar 3' op het mRNA. Het aminozuur wordt toegevoegd aan de C-teminus van de polypeptideketen. Daarom wordt translatie beschouwd als gericht op amino-carboxyl. Wanneer het ribosoom het stopcodon (UAG, UAA, UGA) bereikt, geeft het de polypeptideketen vrij. Een eenvoudig diagram van de vertaling wordt getoond in Figuur 2.
Figuur 2: Ribosoom-mRNA-translatie
Prokaryoten bevatten kleine ribosomen die 70S-ribosomen worden genoemd, terwijl eukaryote ribosomen relatief groot zijn en 80S-ribosomen worden genoemd. Een ribosoom bestaat uit twee subeenheden die grote subeenheid en kleine subeenheid worden genoemd. In eukaryoten bindt een kleine subeenheid van 80S-ribosoom aan het 5'-uiteinde van het mRNA. Maar in prokaryoten bindt een kleine subeenheid van 70S-ribosoom aan Shine-Dalgarno-sequenties in het mRNA. Een Shine-Dalgarno-sequentie markeert het begin van elke coderende sequentie van het prokaryotische operon.
Talrijke antibiotica die translatie kunnen remmen zijn chlooramfenicol, tetracycline, anisomycine, cycloheximide, streptomycine, enz. Vertaling kan worden gemeten met behulp van spectrometrische methoden, biochemische assays en antilichaam-gebaseerde methoden zoals ELISA en Western blot.
Verschil tussen transcriptie en vertaling
Doel
Transcriptie: Synthese van RNA-kopieën van de genetische instructies geschreven in het genoom is het hoofddoel.
Vertaling: Het belangrijkste doel is de synthese van eiwitten uit RNA die gekopieerd zijn van genen.
Sjabloon
Transcriptie: Sjabloon is de genen in het genoom.
Vertaling: Sjabloon is het mRNA.
Plaats
Transcriptie: Dit gebeurt in de kern.
Vertaling: Dit gebeurt in het cytoplasma.
enzymen
Transcriptie: RNA-polymerase zijn de enzymen.
Vertaling: Ribosomen zijn enzymen.
inwijding
Transcriptie: Binding van RNA-polymerase in de promoter van het gen initieert de vorming van transcriptie-initiatiecomplex. RNA-polymerase wordt door de promoter naar de transcriptie-initiatieplaats gestuurd.
Vertaling: Het bindende methionine dat tRNA naar het AUG-startcodon draagt, start de translatie.
voorlopers
Transcriptie: De vier stikstofhoudende basen: adenine, guanine, cytosine en uracil zijn de voorlopers.
Vertaling: De 20 verschillende aminozuren gedragen door tRNA's zijn de voorlopers.
verlenging
Transcriptie: RNA-polymerase verlengt in de richting van 5 'naar 3'.
Vertaling: Inkomend aminoacyl-tRNA bindt aan het codon op de A-plaats. Het nieuwe aminozuur bindt zich aan de groeiende keten. Ribosoom beweegt naar de volgende codonpositie vanuit de richting 5 'naar 3'.
Type obligatie-formulieren
Transcriptie: Een fosfodiësterbinding tussen twee nucleotiden kan worden waargenomen.
Vertaling: Een peptidebinding tussen twee aminozuren kan worden waargenomen.
Beëindiging
Transcriptie: Transcript wordt vrijgegeven, het enzym wordt losgemaakt en DNA wordt teruggespoeld.
Vertaling: Ribosoom dissembles door tegen te komen in een van de drie stopcodons en de polypeptideketen wordt losgemaakt.
Artikel
Transcriptie: Verschillende functionele vormen van RNA worden bij transcriptie geproduceerd: mRNA, tRNA, rRNA en niet-coderend RNA.
Vertaling: Eiwitten zijn de producten.
Productverwerking
Transcriptie: Post-transcriptionele modificaties treden op, zoals toevoeging van 5'-dop, de 3'-poly-A-staart en splitsing van introns optreden.
Vertaling: Talrijke post-translationele modificaties zoals de vorming van disulfidebruggen, fosforylatie, farnesylatie, enz. Komen voor.
Remming door antibiotica
Transcriptie: Ze worden geremd door rifampicine en 8-hydroxychinoline.
Vertaling: Ze worden geremd door tetracycline, chlooramfenicol, streptomycine, erytromycine, anisomycine, cyclohexamide, enz..
Localization
Transcriptie: Ze zijn gelokaliseerd in het cytoplasma van prokaryoten en de kern van eukaryoten.
Vertaling: Ze zijn gelokaliseerd in het cytoplasma van prokaryoten en de ribosomen van eukaryoten op het endoplasmatisch reticulum..
Conclusie
Transcriptie en de vertaling worden gezamenlijk genexpressie genoemd. Tijdens transcriptie worden nucleotiden gebruikt om een nieuwe RNA-streng te produceren door het RNA-polymerase en andere geassocieerde eiwitten. Aan de andere kant worden aminozuren gebruikt om een polypeptideketen in translatie te produceren. In eukaryoten voegen transcriptie en translatie beide modificaties toe aan hun eindproducten waarnaar wordt verwezen als respectievelijk post-transcriptionele en de post-translationele modificaties. Post-transcriptionele modificaties omvatten de toevoeging van 5 'cap, 3' poly A-staart en splitsing van introns. Tijdens posttranslationele modificaties wordt eiwitrijping verkregen door fosforylering, vorming van de disulfidebruggen en carboxylatie-achtige reacties. Daarom is het belangrijkste verschil tussen transcriptie en translatie in hun rol in het proces van genexpressie.
Referentie:
1. "Transcriptie (biologie)". Wikipedia, de gratis encyclopedie, 2017. Betreden 26 februari 2017
2. "Vertaling (biologie)". Wikipedia, de gratis encyclopedie, 2017. Betreden 26 februari 2017
3. Clancy, S. en Brown, W. "Vertaling: DNA naar mRNA naar proteïne". Natuureducatie, 2008. 1 (1): 10. Betreden op 26 februari 2017
4. "Stadia van vertaling". KHANACEDAMY. 2017. Betreden 26 februari 2017
Afbeelding met dank aan:
1. "Proces van transcriptie (13080846733)" door Genomics Education Program - Proces van transcriptie (CC BY 2.0) via Commons Wikimedia
2. "Ribosome mRNA translation en" By LadyofHats - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia
