Kromosomit ovat pitkiä molekyylejä, jotka sisältävät miljoonia emäspareja ja muodostavat yhden kromosomin. Useimmat näistä ovat erityisiä; ne tunnetaan geeneinä. Kun geeni ekspressoituu, muodostuu spesifinen proteiini. Ensimmäinen vaihe on transkriptio. Entsyymit käyttävät yhtä geenin sisällä olevista DNA-säikeistä templaattina luodakseen lähetti-RNA:n (tunnetaan myös nimellä mRNA). Transkriptio on perusprosessi, joka tapahtuu sekä prokaryoottisessa että eukaryoottisessa transkriptiossa.
Prokaryoottinen vs eukaryoottinen transkriptio
Ero prokaryoottisen transkription ja eukaryoottisen transkription välillä on se, että prokaryoottinen transkriptioprosessi tapahtuu sytoplasmassa, kun taas eukaryoottinen transkriptioprosessi tapahtuu ytimessä. Prokaryootti on yksinkertainen vaihe, jossa on DNA:ta, joka transkriboituu RNA:ksi, joka on täysin toiminnallinen ja transloituu proteiineihin, kun taas eukaryooteissa ensimmäistä RNA:ta, joka syntyy, kutsutaan ennenaikaiseksi RNA:ksi, jolla ei ole kykyä tehdä proteiineja silloin ja siellä niin, joten on olemassa muunnoksia, joita kutsutaan silmukoitumiseksi, 5 pääpäätettä ja 3 päälaajennusta.
Prokaryoottisessa transkriptiossa ja translaatiossa molemmat tapahtuvat samaan aikaan, joten mRNA:ta prosessoidaan vähän. RNA-polymeraasientsyymiä tarvitaan, jotta prokaryoottinen transkriptio saadaan päätökseen tehokkaasti. Entsyymi koostuu viidestä alayksiköstä, jotka sitoutuvat σ-tekijään ja promoottorialueeseen ennen kuin holoentsyymi aloittaa transkription.
Eukaryoottisessa transkriptiossa tapahtuu laajaa mRNA:n prosessointia, eli intronien poistamista ja eksonien lisäämistä, 5 capn lisäämistä ja poly-a-häntien lisäämistä. Eukaryooteissa on yhteensä viisi erilaista RNA-polymeraasia, joista jokainen on erityisesti suunniteltu vastaamaan tiettyä transkription tarvetta ja käsittää 10-17 alayksikköä.
Vertailutaulukko prokaryoottisen ja eukaryoottisen transkription välillä
| Vertailuparametrit | Prokaryoottinen transkriptio | Eukaryoottinen transkriptio |
| Transkriptiosivusto | Transkriptio tapahtuu sytoplasmassa. | Transkriptio tapahtuu ytimen sisällä. |
| Käännösyhdistys | Yhdistetty transkriptio ja käännös. | Yhdistetty transkriptio ja kääntäminen eivät ole mahdollisia. |
| RNA-polymeraasi | Yksi RNA-polymeraasi syntetisoi kaiken tyyppistä RNA:ta. | Kolme RNA-polymeraasityyppiä. |
| Initiaatio | Yleensä proteiineja ei tarvita. | Se vaatii proteiineja, joita kutsutaan transkriptiotekijöiksi. |
| Transkriptioyksikkö | Polykistroninen | Monokistroninen |
Mikä on prokaryoottinen transkriptio?
Prokaryoottinen transkriptio sisältää usein useita geenejä, mikä johtaa polykistronisiin mRNA:ihin, jotka määrittävät useita proteiineja yhdessä molekyylissä. Useat transkriptio- ja translaatioprosessit, jotka tapahtuvat samaan aikaan samassa DNA-templaatissa, voivat nopeasti nostaa bakteeriproteiinin solunsisäistä tasoa.
Prokaryoottinen transkriptio etenee kolmessa vaiheessa - aloitus, elongaatio, lopetus. Ja tätä prosessia ohjaa DNA:sta riippuvainen RNA-polymeraasientsyymi, joka transkriptoi DNA:n. RNA-polymeraasi on ydinentsyymi, jolla on erilaisia alayksiköitä. Siinä on α-, α-, β- ja β-alayksiköt. Lisäksi, jotta tämä entsyymi toimisi, on olemassa sigmatekijöitä.
Promoottori on DNA-sekvenssi, johon transkriptiokoneisto kiinnittyy ja jota käyttää transkription aloittamiseen. On olemassa kaksi promoottorikonsensussekvenssiä, jotka sijaitsevat -10- ja -35-alueilla ylävirtaan aloituskohdasta, mikä on sama kaikissa promoottoreissa ja bakteerilajeissa. TATA on -10-konsensussekvenssi, joka tunnetaan usein -10-alueena. TTGACA tunnistaa ja sitoo -35-sekvenssin.
Polymeraasi keskeytyy, kun se ei pysty syntetisoimaan. Kun polymeraasi on syntetisoitu, eli kynnysarvo 10+ nukleotidia syntetisoidaan, sitä kutsutaan onnistuneeksi aloitukseksi. Pidentyminen on prosessi, jossa mRNA:ta tuotetaan nopeudella 40 nukleotidia sekunnissa 5'-3' suunnassa. mRNA voidaan vapauttaa rho-proteiinivuorovaikutuksen tai mRNA-tuotannon lopettamisen kautta.
Mikä on eukaryoottinen transkriptio?
Eukaryoottien transkriptio on paljon monimutkaisempaa kuin prokaryoottien. Toisin kuin bakteerien RNA-polymeraasi, se voi muodostaa yhteyden DNA-templaattiin yksinään. Eukaryootit tarvitsevat useita lisäproteiineja, jotka tunnetaan transkriptiotekijöinä, sitoutuakseen ensin promoottorialueeseen ja auttaakseen sitten oikean polymeraasin valinnassa.
Eukaryooteissa on 3 RNA-polymeraasientsyymiä. RNA-polymeraasi 2 on tärkein polymeraasientsyymi, joka osallistuu mRNA:n transkriptioon eukaryooteissa. DNA-templaatin saavuttamiseksi jokainen eukaryoottinen RNA-polymeraasi tarvitsee ainutlaatuisen kokoelman transkriptiotekijöitä. Transkription pidentäminen kestää kauan. Kun kaksijuosteinen DNA tulee entsyymiin edestä, se puretaan, jotta RNA-templaattijuosteelle jää tilaa. Yksi hybridi, RNA: DNA-emäspari, syntyy erittäin nopeasti jokaista etenevän polymeraasin erottamaa DNA-emäsparia kohden.
DNA-säikeet ja syntymässä oleva RNA-ketju poistuvat erillisten kanavien kautta; kaksi DNA-juostetta yhdistyvät uudelleen transkriptiokuplan loppupäässä, kun taas yksijuosteinen RNA poistuu itsestään transkriptiokuplan etupäässä. Kun transkriptio on ohi, RNA-polymeraasi vapautuu templaatti-DNA:staan, jolloin koko transkripti irtoaa templaatista ja vapautuu. Jokainen kolmesta RNA-polymeraasista käy läpi ainutlaatuisen transformaatioprosessin.
Tärkeimmät erot prokaryoottisen ja eukaryoottisen transkription välillä
Johtopäätös
Prosessin peruskemia on sama molemmissa tapauksissa. RNA on transkription lopputuote sekä prokaryooteissa että eukaryooteissa, vaikka transkriptioprosessit vaihtelevat. Prokaryootit ja eukaryootit käyttävät RNA-polymeraasia katalyyttinä stimuloidakseen RNA:n synteesiä.
Prokaryooteissa DNA:n replikaatio ja transkriptio ja RNA-translaatio tapahtuvat yhdessä osastossa (organismeissa, joista puuttuu tumakalvo). Kaikilla kolmella prosessilla on kyky tapahtua kerran. Eukaryooteissa (organismeissa, joissa on tumakalvo) DNA:n replikaatio ja transkriptio tapahtuvat tumassa, kun taas proteiinisynteesi tapahtuu sytoplasmassa. RNA:n on ensin läpäistävä tumakalvo ennen kuin se voidaan transloida. Tämä tarkoittaa, että transkriptio ja kääntäminen ovat fyysisesti erotettuja.
