Synteza białek u prokariotów vs eukariotów
Synteza białek ma swoje etapy w bardzo wysoce zsekwencjonowanej kolejności w każdej komórce całego biologicznego słowa, ale w każdym z nich są małe tożsamości. Istnieją jednak poważne różnice między szlakami syntezy białek prokariotycznych i eukariotycznych, mimo że końcowy wynik jest zawsze białkiem w obu przypadkach. Składniki obu typów komórek mogą być głównym powodem, dla którego różnią się one od siebie. Jednak główne etapy transkrypcji, przetwarzania RNA i translacji są takie same u prokariontów i eukariontów. Ogólny opis syntezy białek jest przedstawiony w tym artykule, po którym następuje łatwe do przyswojenia omówienie głównych istotnych różnic między sobą.
Synteza białek
Synteza białek to proces biologiczny zachodzący wewnątrz komórek organizmów w trzech głównych etapach, znanych jako transkrypcja, przetwarzanie RNA i translacja. Na etapie transkrypcji sekwencja nukleotydowa genu w nici DNA jest transkrybowana do RNA. Ten pierwszy etap jest bardzo podobny do replikacji DNA, z wyjątkiem tego, że wynikiem jest nić na RNA w syntezie białek. Nić DNA jest demontowana za pomocą enzymu helikazy DNA, polimeraza RNA jest przyłączana w określonym miejscu początku genu znanym jako promotor, a nić RNA jest syntetyzowana wzdłuż genu. Ta nowo utworzona nić RNA jest znana jako informacyjne RNA (mRNA).
Nić mRNA przenosi sekwencję nukleotydową do rybosomów w celu przetworzenia RNA. Specyficzne cząsteczki tRNA (transfer RNA) rozpoznają odpowiednie aminokwasy w cytoplazmie. Następnie cząsteczki tRNA są przyłączane do określonych aminokwasów. W każdej cząsteczce tRNA znajduje się sekwencja trzech nukleotydów. Rybosom w cytoplazmie jest przyłączony do nici mRNA i identyfikowany jest kodon wyjściowy (promotor). Cząsteczki tRNA z odpowiednimi nukleotydami dla sekwencji mRNA są przenoszone do dużej podjednostki rybosomu. Gdy cząsteczki tRNA docierają do rybosomu, odpowiedni aminokwas jest wiązany z następnym aminokwasem w sekwencji wiązaniem peptydowym. Ten ostatni krok jest znany jako tłumaczenie; w rzeczy samej to właśnie w tym miejscu ma miejsce właściwa synteza białek.
Kształt białka jest określany przez różne typy aminokwasów w łańcuchu, które zostały przyłączone do cząsteczek tRNA, ale tRNA jest specyficzne dla sekwencji mRNA. Stąd jasne jest, że cząsteczki białka przedstawiają informacje przechowywane w cząsteczce DNA. Jednak synteza białek może być również zainicjowana z nici RNA.
Jaka jest różnica między syntezą białek u prokariotów i eukariotów?
• Gdy zachodzi etap transkrypcji, rybosomy są zdolne do łączenia się z tworzącą się nicią mRNA u prokariontów, ponieważ nie mają otoczki jądrowej, która otaczałaby kwasy nukleinowe. Jednak mRNA może łączyć się z rybosomami po przeniesieniu nici z jądra u eukariontów.
• W związku z tym staje się jasne, że etap translacji procesu został już rozpoczęty przed zakończeniem transkrypcji u prokariontów, podczas gdy u eukariontów te dwa etapy przebiegają daleko od siebie. Innymi słowy, przetwarzanie RNA nie odbywa się w syntezie prokariotycznej, ale w procesie eukariotycznym.
• Tylko jeden gen ulega ekspresji w jednym pełnym procesie syntezy białek u eukariotów, podczas gdy w bakteryjnej (prokariotycznej) syntezie białek z jednej nici mRNA często dochodzi do ekspresji kilku genów. Innymi słowy, geny zgrupowane (znane jako Operony) mogą być wyrażane przez prokariota, ale nie u eukariontów.
• W eukariotycznych kwasach nukleinowych znanych jako introny występują niekodujące sekwencje DNA, ale nie u prokariotów. mRNA u eukariontów usuwa introny ze swojej nici przed opuszczeniem jądra, co jest sprzeczne z prostym tworzeniem nici mRNA u prokariontów.
