Kluczowa różnica między transkrypcją prokariotyczną a eukariotyczną polega na tym, że transkrypcja prokariotyczna odbywa się w cytoplazmie, podczas gdy transkrypcja eukariotyczna ma miejsce w jądrze.
W komórce DNA przenosi informacje z pokolenia na pokolenie, kontrolując aktywność komórki. Co więcej, DNA jest odpowiedzialne za syntezę wszystkich białek, które pełnią w komórce funkcję zarówno funkcjonalną, jak i strukturalną. Dlatego, syntetyzując takie białka, DNA kontroluje aktywność komórki. Gen, który zawiera informację genetyczną do produkcji białka, powinien zostać wyrażony w celu zsyntetyzowania odpowiedniego białka. Ekspresja genów odbywa się w dwóch głównych etapach, a mianowicie transkrypcji i translacji. Dlatego transkrypcja jest pierwszym etapem ekspresji genów. Po nim następuje tłumaczenie. Podczas transkrypcji informacja genetyczna na DNA przekształca się w trzyliterową sekwencję kodu genetycznego w mRNA. Podczas translacji mRNA jest przekształcane w łańcuch polipeptydów.
Co to jest transkrypcja prokariotyczna?
Transkrypcja prokariotyczna odbywa się w cytoplazmie. Ponadto zawsze występuje w połączeniu z tłumaczeniem. Transkrypcja w komórce prokariotycznej składa się z czterech etapów: wiązania, inicjacji, elongacji i terminacji. Polimeraza RNA jest enzymem katalizującym syntezę nici mRNA. Wiązanie polimerazy RNA z sekwencją promotora jest pierwszym etapem transkrypcji. W komórce bakteryjnej istnieje tylko jeden rodzaj polimerazy RNA, który syntetyzuje wszystkie klasy RNA: mRNA, tRNA i rRNA. Polimeraza RNA występująca w Escherichia coli (E coli) składa się z dwóch podjednostek α i dwóch podjednostek β oraz czynnika sigma.
Rysunek 01: Transkrypcja prokariotyczna
Gdy ten czynnik sigma zwiąże się z sekwencją promotora DNA, powodując rozwinięcie podwójnej helisy DNA, następuje inicjacja. Używając jednej z nici DNA jako matrycy, polimeraza RNA syntetyzuje nić RNA poruszającą się wzdłuż nici DNA, rozwijając helisę w kierunku 5’ do 3’. Stąd podczas etapu wydłużania ta nić RNA rośnie od 5' do 3' tworząc krótką hybrydę z nicią DNA. Gdy sekwencja terminacji spotyka się, wydłużanie sekwencji mRNA ustaje. U prokariontów istnieją dwa rodzaje terminacji; zakończenie zależne od czynnika i zakończenie wewnętrzne. Terminacja zależna od czynnika wymaga czynnika Rho, a terminacja wewnętrzna ma miejsce, gdy matryca zawiera krótką sekwencję bogatą w GC w pobliżu końca 3' po kilku zasadach uracylowych.
Co to jest transkrypcja eukariotyczna?
Transkrypcja eukariotyczna odbywa się w jądrze. Podobnie jak w przypadku transkrypcji prokariotycznej, transkrypcja eukariotyczna również zachodzi w czterech etapach, tj. wiązanie, inicjacja, wydłużanie i terminacja. Jednak transkrypcja eukariotyczna jest bardziej złożona niż transkrypcja prokariotyczna.
W komórce eukariotycznej obecne są trzy różne rodzaje polimeraz RNA; są to mianowicie RNA pol I, II i III i różnią się one lokalizacją oraz typami RNA, które syntetyzują. Polimeraza RNA wiąże się z DNA w regionie promotora za pomocą czynników transkrypcyjnych. Kiedy helisa DNA rozwija się w pojedyncze nici, polimeraza RNA katalizuje syntezę sekwencji mRNA z nici matrycy. Ta nić RNA rośnie od 5′ do 3′, tworząc krótką hybrydę z nicią DNA, co nazywa się wydłużaniem. Elongacja kończy się wraz z transkrypcją specjalnej sekwencji zwanej sygnałem terminacji. Terminacja jest kontrolowana przez szereg sygnałów, które różnią się w zależności od zaangażowanego enzymu.
Rysunek 02: Transkrypcja eukariotyczna
Ponadto, początkowa sekwencja RNA wynikająca z transkrypcji jest przedwczesną sekwencją RNA. Zawiera sekwencje śmieci. Dlatego przed translacją zachodzą pewne modyfikacje w celu wytworzenia dojrzałego mRNA. Modyfikacje te obejmują splicing RNA, czapkę 5', adenylację 3' itp. Po wprowadzeniu modyfikacji sekwencja mRNA wędruje do cytoplazmy. W przeciwieństwie do prokariotów transkrypcja eukariotyczna nie zachodzi jednocześnie z translacją.
Jakie są podobieństwa między transkrypcją prokariotyczną a eukariotyczną?
- Zarówno transkrypcja prokariotyczna, jak i eukariotyczna przebiegają według tego samego mechanizmu.
- Ponadto oba mają podobne kroki.
- Na końcu obu procesów powstaje mRNA.
- Ponadto polimeraza RNA katalizuje oba procesy transkrypcji.
- Poza tym oba procesy wykorzystują szablon DNA do wytworzenia sekwencji mRNA.
Jaka jest różnica między transkrypcją prokariotyczną a eukariotyczną?
Transkrypcja prokariotyczna odbywa się w cytoplazmie. Z drugiej strony transkrypcja eukariotyczna odbywa się w jądrze. Jest to kluczowa różnica między transkrypcją prokariotyczną a eukariotyczną. Ponadto transkrypcja prokariotyczna wytwarza policistronowy mRNA, podczas gdy transkrypcja eukariotyczna wytwarza monocistronowy mRNA. Jest to zatem również różnica między transkrypcją prokariotyczną a eukariotyczną. Ponadto, jeszcze jedną różnicą między transkrypcją prokariotyczną i eukariotyczną jest to, że transkrypcja prokariotyczna obejmuje jeden rodzaj polimerazy RNA, podczas gdy transkrypcja eukariotyczna obejmuje trzy typy polimeraz RNA.
Ponadto, kolejna różnica między transkrypcją prokariotyczną i eukariotyczną polega na tym, że transkrypcja i translacja są sprzężone u prokariotów, podczas gdy nie są sprzężone u eukariontów. Co więcej, u prokariontów modyfikacje potranskrypcyjne nie zachodzą, podczas gdy u eukariotów zachodzi modyfikacja potranskrypcyjna. Jest to więc również różnica między transkrypcją prokariotyczną a eukariotyczną.
Poniższa infografika na temat różnicy między transkrypcją prokariotyczną a eukariotyczną zawiera więcej informacji na temat różnic.
Podsumowanie – transkrypcja prokariotyczna kontra eukariotyczna
Transkrypcja to pierwszy etap ekspresji genów, po którym następuje translacja. Chociaż mechanizm transkrypcji jest taki sam u prokariontów i eukariontów, istnieje między nimi kilka różnic. Kluczowa różnica między transkrypcją prokariotyczną i eukariotyczną polega na tym, że transkrypcja prokariotyczna zachodzi w cytoplazmie, podczas gdy transkrypcja eukariotyczna zachodzi w jądrze. Ponadto transkrypcja prokariotyczna obejmuje tylko jedną polimerazę RNA, podczas gdy transkrypcja eukariotyczna obejmuje trzy typy polimeraz RNA. Ponadto sekwencja mRNA prokariontów jest policistronowa, podczas gdy u eukariotów sekwencja mRNA jest monocistronowa. Mało tego, u eukariontów modyfikacje potranskrypcyjne zachodzą, podczas gdy u prokariontów nie występują. Oto podsumowanie różnicy między transkrypcją prokariotyczną i eukariotyczną.
