Chromosomy to długie cząsteczki zawierające miliony par zasad, tworzące pojedynczy chromosom. Większość z nich jest wyjątkowa; są znane jako geny. Kiedy gen ulega ekspresji, wytwarzane jest określone białko. Pierwszym krokiem jest transkrypcja. Enzymy wykorzystują jedną z nici DNA zawartych w genie jako matrycę do tworzenia informacyjnego RNA (znanego również jako mRNA). Transkrypcja jest podstawowym procesem zachodzącym zarówno w transkrypcji prokariotycznej, jak i eukariotycznej.
Transkrypcja prokariotyczna kontra eukariotyczna
Różnica między transkrypcją prokariotyczną a transkrypcją eukariotyczną polega na tym, że proces transkrypcji prokariotycznej zachodzi w cytoplazmie, podczas gdy proces transkrypcji eukariotycznej zachodzi w jądrze. Prokariotyczny jest prostym etapem, w którym istnieje DNA, które jest transkrybowane w RNA, które jest w pełni funkcjonalne, które jest tłumaczone na białka, podczas gdy u eukariontów pierwsze produkowane RNA nazywa się przedwczesnym RNA, które nie ma zdolności do tworzenia białka wtedy i tak, więc istnieją modyfikacje zwane splicingiem, 5 głównych końcówek i 3 główne rozszerzenia.
W prokariotycznej transkrypcji i translacji oba zachodzą w tym samym czasie, więc zachodzi niewielka ilość przetwarzania mRNA. Enzym polimerazy RNA jest niezbędny do skutecznego zakończenia transkrypcji prokariotycznej. Enzym składa się z pięciu podjednostek, które wiążą się z czynnikiem σ i regionem promotora przed zainicjowaniem transkrypcji przez holoenzym.
W transkrypcji eukariotycznej zachodzi rozległa obróbka mRNA, czyli usunięcie intronów i dodanie eksonów, dodanie 5 czapeczek i dodanie ogonów poli-a. W organizmach eukariotycznych występuje w sumie pięć różnych rodzajów polimeraz RNA, z których każda jest specjalnie zaprojektowana, aby zaspokoić określone potrzeby transkrypcyjne i zawiera od 10 do 17 podjednostek.
Tabela porównawcza między transkrypcją prokariotyczną i eukariotyczną
| Parametry porównania | Transkrypcja prokariotyczna | Transkrypcja eukariotyczna |
| Miejsce transkrypcji | Transkrypcja zachodzi w cytoplazmie. | Transkrypcja zachodzi wewnątrz jądra. |
| Stowarzyszenie Tłumaczeń | Połączona transkrypcja i tłumaczenie. | Połączona transkrypcja i tłumaczenie nie są możliwe. |
| Polimeraza RNA | Pojedyncza polimeraza RNA syntetyzuje wszystkie rodzaje RNA. | Trzy rodzaje polimerazy RNA. |
| Inicjacja | Generalnie nie są wymagane żadne białka. | Wymaga białek zwanych czynnikami transkrypcyjnymi. |
| Jednostka transkrypcyjna | Policistrona | Monocistrona |
Co to jest transkrypcja prokariotyczna?
Transkrypcja prokariotyczna często obejmuje kilka genów, w wyniku czego powstają policistronowe mRNA, które określają wiele białek w jednej cząsteczce. Wiele procesów transkrypcji i translacji zachodzących w tym samym czasie na tej samej matrycy DNA może szybko podnieść poziom wewnątrzkomórkowego białka bakteryjnego.
Transkrypcja prokariotyczna przebiega w trzech etapach: inicjacja, elongacja, terminacja. Proces ten jest napędzany przez enzym polimerazy RNA zależnej od DNA, który dokonuje transkrypcji DNA. Polimeraza RNA jest głównym enzymem, który ma różne podjednostki. Ma podjednostki α, α, β i β. Co więcej, aby ten enzym działał, istnieją czynniki sigma.
Promotor to sekwencja DNA, do której maszyneria transkrypcyjna przyłącza się i wykorzystuje do rozpoczęcia transkrypcji. Istnieją dwie sekwencje konsensusowe promotora zlokalizowane w regionach -10 i -35 powyżej miejsca startu, które są takie same we wszystkich promotorach i gatunkach bakterii. TATA to sekwencja konsensusowa -10, często znana jako region -10. Sekwencja -35 jest rozpoznawana i wiązana przez TTGACA.
Polimeraza przestaje działać, gdy nie jest w stanie zsyntetyzować. Po zsyntetyzowaniu polimerazy, tj. Zsyntetyzowaniu progu 10+ nukleotydów, nazywa się to udaną inicjacją. Elongacja to proces, w którym mRNA jest wytwarzane z szybkością 40 nukleotydów na sekundę w kierunku od 5' do 3'. mRNA może zostać uwolniony poprzez zakończenie oddziaływania białka rho lub wytwarzanie mRNA.
Co to jest transkrypcja eukariotyczna?
Transkrypcja eukariontów jest znacznie bardziej skomplikowana niż transkrypcja prokariontów. W przeciwieństwie do bakteryjnej polimerazy RNA może samodzielnie tworzyć połączenie z matrycą DNA. Eukarionty potrzebują kilku dodatkowych białek znanych jako czynniki transkrypcyjne, aby najpierw związać się z regionem promotora, a następnie pomóc w wyborze właściwej polimerazy.
Eukarionty mają 3 enzymy polimerazy RNA. Polimeraza 2 RNA jest głównym enzymem polimerazy zaangażowanym w transkrypcję mRNA u eukariontów. Aby dotrzeć do matrycy DNA, każda eukariotyczna polimeraza RNA potrzebuje unikalnego zestawu czynników transkrypcyjnych. Proces wydłużania transkrypcji trwa bardzo długo. Gdy dwuniciowy DNA wchodzi do enzymu od przodu, jest rozpinany, aby zrobić miejsce dla nici matrycy RNA. Jedna hybryda, para zasad RNA:DNA, jest generowana niezwykle szybko dla każdej pary zasad DNA oddzielonej przez postępującą polimerazę.
Nici DNA i powstający łańcuch RNA wychodzą oddzielnymi kanałami; dwie nici DNA łączą się ponownie na końcowym końcu bańki transkrypcyjnej, podczas gdy jednoniciowe RNA wychodzi samodzielnie na wiodącym końcu bańki transkrypcyjnej. Po zakończeniu transkrypcji polimeraza RNA jest uwalniana z matrycy DNA, powodując oddzielenie całego transkryptu od matrycy i uwolnienie. Każda z trzech polimeraz RNA przechodzi unikalny proces transformacji.
Główne różnice między transkrypcją prokariotyczną i eukariotyczną
Wniosek
Podstawowa chemia procesu jest w obu przypadkach taka sama. RNA jest końcowym produktem transkrypcji zarówno u prokariontów, jak i eukariontów, mimo że procesy transkrypcji różnią się. Prokarionty i eukarionty wykorzystują polimerazę RNA jako katalizator stymulujący syntezę RNA.
U prokariontów replikacja i transkrypcja DNA oraz translacja RNA zachodzą w jednym przedziale (organizmy pozbawione błony jądrowej). Wszystkie trzy procesy mogą zajść raz. U eukariontów (organizmów z błoną jądrową) replikacja i transkrypcja DNA zachodzą w jądrze, podczas gdy synteza białek zachodzi w cytoplazmie. RNA musi najpierw przejść przez błonę jądrową, zanim będzie mogło ulec translacji. Oznacza to, że transkrypcja i translacja są fizycznie oddzielone.
