Prokaryot og eukaryot genekspression er de to cellulære processer, der er ansvarlige for ekspressionen af ​​gener i genomet for at producere et funktionelt genprodukt. Generelt forløber begge processer gennem to trin: transkription og oversættelse. Denne artikel har til formål at sammenligne og kontrastere prokaryote og eukaryote genekspression.

I prokaryoter grupperes de nært beslægtede gener for at danne operoner og producerer således et polycistronisk mRNA -molekyle. I mellemtiden undergår de funktionelle gener udtryk individuelt og producerer således monocistroniske mRNA'er. Desuden forekommer transkription og translation samtidigt i cytoplasmaet af prokaryoter. Men i eukaryoter forekommer de hver for sig; førstnævnte inde i kernen, mens sidstnævnte i cytoplasma. Desuden gennemgår eukaryoter både post-transkriptionelle og translationelle ændringer.

Eukaryot genekspression, mRNA'er, prokaryotisk genekspression, translation, transkription

Hvad er prokaryotisk genekspression

Prokaryot genekspression er processen med at syntetisere et genprodukt ifølge oplysningerne i prokaryote gener. Betydningen af ​​det prokaryote genekspression er, at generne i prokaryoter forekommer i operoner, som er klyngerne af funktionelt relaterede gener. Nogle eksempler på operoner inkluderer Lac operon og Trp operon. Derfor transkriberes gener i en operon sammen og danner et polycistronisk mRNA -molekyle. Desuden forekommer både transkription og translation af prokaryoter i cytoplasmaet samtidigt. Derfor bruges den primære transkript let til oversættelsen, hvis transkription stadig foregår.

Figur 1: Prokaryotisk genstruktur

Desuden er en enkelt type RNA -polymerase ansvarlig for transkriptionen i prokaryoter. Det kræver sigmafaktoren og en specifik DNA -sekvens kaldet Pribnow -boksen til initiering af transkription. 70S Ribosomer er ansvarlige for translationen af ​​det prokaryote polycistroniske mRNA. Vigtigst af alt forekommer reguleringen af ​​prokaryot genekspression på transkriptionelt niveau, enten ved at øge eller reducere niveauet af transkription.

Hvad er eukaryot genekspression

Eukaryot genekspression er processen med at syntetisere genprodukter afhængigt af informationen i de eukaryote gener. Betydeligt forekommer eukaryot DNA inde i kernen; derfor forekommer transkription også inde i kernen. Normalt er tre RNA -polymeraser ansvarlige for transkriptionen af ​​forskellige typer RNA'er: RNA -polymerase 1, som transskriberer rRNA, RNA -polymerase 2, som transskriberer mRNA og RNA -polymerase 3, som transskriberer tRNA. Desuden er hvert eukaryot gen under kontrol af en individuel promotor. Derfor resulterer transkription i et monocistronisk mRNA.

Figur 2: Prokaryotisk og eukaryotisk genekspression

Sammenlign og kontrast prokaryotisk og eukaryotisk genekspression

Ligheder mellem prokaryotisk og eukaryotisk genekspression

Forskellen mellem prokaryotisk og eukaryotisk genekspression

Definition

Prokaryot genekspression henviser til den proces, der syntetiserer et funktionelt genprodukt afhængigt af informationen om de prokaryote gener. På den anden side refererer eukaryot genekspression til den proces, der syntetiserer et funktionelt genprodukt afhængigt af informationen om de eukaryote gener.

Rumlig adskillelse

Prokaryot genekspression forekommer fuldstændigt i cytoplasmaet, mens transkription sker i eukaryoter inde i kernen, og translation sker i cytoplasmaet.

Midlertidig adskillelse

Transkription og translation forekommer samtidigt i prokaryot genekspression, mens transkription og translation er tidsmæssigt adskilt i eukaryot genekspression.

Forekomst af DNA

Epigenetiske faktorer

Derudover er prokaryot DNA ikke i en permanent kondenseret form, mens eukaryot DNA danner et stabilt, kondenseret kompleks med histoner.

Promoterelementer

Prokaryoter indeholder tre promotorelementer: et er opstrøms for genet, det andet er ti nukleotider nedstrøms for det, og det tredje er 35 nukleotider nedstrøms til det. Men eukaryoter indeholder et meget større sæt promotorelementer, herunder TATA -boksen.

Faktorer for initiering af transskription

Transkriptionsinitieringsfaktorer for prokaryoter samles ikke med initieringskomplekset. Men eukaryotes transkriptionsinitieringsfaktorer samles med initieringskomplekset.

Åbn læseramme

Introns afbryder ikke de åbne læseramme for de prokaryote gener, mens introner afbryder den åbne læseramme for de eukaryote gener.

RNA -polymerase

Geners størrelse

Mens prokaryote gener er små, er eukaryote gener større.

Ekstra DNA

Prokaryoter har sjældent ekstra DNA, mens eukaryoter har store områder med gentaget DNA.

Kodning til ikke-kodende DNA

95% af det prokaryote genom indeholder proteinkodende gener, mens 98% af det eukaryote genom indeholder ikke-kodende DNA.

Gener

Flere funktionelt relaterede gener forekommer i klynger kaldet operoner i prokaryoter, mens eukaryote gener forekommer individuelt.

Type mRNA

Prokaryot genekspression resulterer i polycistronisk mRNA, mens eukaryot genekspression resulterer i monocistronisk mRNA.

Post-transskriptionelle ændringer

Post-transkriptionelle modifikationer forekommer ikke i prokaryot genekspression, mens post-transkriptionelle modifikationer forekommer i eukaryot genekspression.

Ribosomer

Desuden har prokaryoter 70S ribosomer, mens eukaryoter har 80S ribosomer.

Post-translationelle ændringer

Posttranslationelle ændringer forekommer ikke i prokaryot genekspression. Men posttranslationelle ændringer forekommer i eukaryot genekspression.

Regulering af genekspression

Reguleringen af ​​det prokaryote genekspression sker på transkriptionelt niveau. Men reguleringen af ​​det eukaryote genekspression kan forekomme på det epigenetiske niveau, transkriptionelle niveau, post-transkriptionelle niveau, translationelle niveau eller post-translationelle niveau.

Konklusion

Prokaryotisk og eukaryot genekspression er processerne til fremstilling af et funktionelt genprodukt ifølge oplysningerne i genomet. Generelt gennemgår de to processer: transkription og oversættelse. Typisk forekommer translation i cytoplasmaet. Funktionelt relaterede prokaryote gener klynger sammen for at danne operoner, som transkriberer sammen for at danne et polycistronisk mRNA. Desuden forekommer transkription og translation samtidigt i cytoplasmaet af prokaryoter. I modsætning hertil forekommer transkription af eukaryoter i kernen, mens mRNA'er passerer ind i cytoplasmaet for translation. Derfor er transkription og translation ikke koblet. Ud over det undergår eukaryote gener individuelt transkription og danner monocistroniske mRNA'er.

Referencer:

1. Ussery, David. "En introduktion til kontrol af genekspression i eukaryoter." Biology 210 - GENETICS, Spring, 1998, tilgængelig her.2. "16.2B: Prokaryotisk versus eukaryotisk genekspression." Biology LibreTexts, Libretexts, 19. nov. 2019, tilgængelig her.

Billede høflighed:

1. "Genstruktur prokaryote 2 annoteret" Af Thomas Shafee - Shafee T, Lowe R (2017). "Eukaryot og prokaryot genstruktur". WikiJournal of Medicine 4 (1). DOI: 10.15347/wjm/2017.002. ISSN 20024436. (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia 2. “Figure_16_01_01” Af OpenStax CNX (CC BY 4.0) via OpenStax College.