Хромосомы - это длинные молекулы, содержащие миллионы пар оснований, составляющие единую хромосому. Большинство из них особенные; они известны как гены. Когда ген экспрессируется, вырабатывается определенный белок. Первый шаг - транскрипция. Ферменты используют одну из цепей ДНК, содержащихся внутри гена, в качестве матрицы для создания информационной РНК (также известной как мРНК). Транскрипция - это основной процесс, который происходит как в прокариотической, так и в эукариотической транскрипции.
Прокариотическая и эукариотическая транскрипция
Разница между транскрипцией прокариот и транскрипцией эукариот заключается в том, что процесс транскрипции прокариот происходит в цитоплазме, а процесс транскрипции эукариот происходит в ядре. Прокариотическая стадия - это простая стадия, на которой ДНК транскрибируется в РНК, которая полностью функциональна и транслируется в белки, тогда как у эукариот первая продуцируемая РНК называется преждевременной РНК, которая не способна производить белки тут и там, так что есть модификации, называемые сплайсингом, 5 основных концевых заглушек и 3 основных расширения.
В прокариотической транскрипции и трансляции оба происходят одновременно, поэтому процессинг мРНК незначителен. Фермент РНК-полимераза необходим для эффективного завершения транскрипции прокариот. Фермент состоит из пяти субъединиц, которые связываются с σ-фактором и промоторной областью до того, как холофермент инициирует транскрипцию.
В эукариотической транскрипции происходит обширный процессинг мРНК, то есть удаление интронов и добавление экзонов, добавление 5 колпачков и добавление поли-a-хвостов. Всего у эукариот существует пять различных типов РНК-полимераз, каждая из которых специально разработана для удовлетворения определенной потребности в транскрипции и включает от 10 до 17 субъединиц.
Таблица сравнения прокариотической и эукариотической транскрипции
| Параметры сравнения | Прокариотическая транскрипция | Эукариотическая транскрипция |
| Сайт транскрипции | Транскрипция происходит в цитоплазме. | Транскрипция происходит внутри ядра. |
| Ассоциация переводчиков | Совместная транскрипция и перевод. | Совместная транскрипция и перевод невозможны. |
| РНК-полимераза | Одна РНК-полимераза синтезирует все типы РНК. | Три типа РНК-полимеразы. |
| Посвящение | Как правило, белки не требуются. | Для этого необходимы белки, называемые факторами транскрипции. |
| Транскрипционная единица | Полицистронный | Моноцистронный |
Что такое прокариотическая транскрипция?
Прокариотическая транскрипция часто включает несколько генов, в результате чего образуются полицистронные мРНК, которые определяют несколько белков в одной молекуле. Множественные процессы транскрипции и трансляции, происходящие одновременно на одной и той же матрице ДНК, могут быстро повысить внутриклеточный уровень бактериального белка.
Прокариотическая транскрипция проходит в три этапа: инициация, удлинение и завершение. И этим процессом управляет ДНК-зависимый фермент РНК-полимеразы, который транскрибирует ДНК. РНК-полимераза - это основной фермент, который имеет разные субъединицы. Он имеет субъединицы α, α, β и β. Более того, чтобы этот фермент работал, существуют сигма-факторы.
Промотор - это последовательность ДНК, к которой прикрепляется аппарат транскрипции и которая используется для запуска транскрипции. Есть две консенсусные последовательности промотора, расположенные в областях -10 и -35 перед стартовым сайтом, которые одинаковы для всех промоторов и видов бактерий. TATA представляет собой консенсусную последовательность -10, часто известную как область -10. Последовательность -35 распознается и связывается TTGACA.
Полимераза прерывается, когда не может синтезироваться. Как только полимераза синтезируется, то есть синтезируется пороговое значение 10+ нуклеотидов, это называется успешной инициацией. Удлинение - это процесс, при котором мРНК продуцируется со скоростью 40 нуклеотидов в секунду в направлении от 5 'к 3'. МРНК может быть высвобождена путем прекращения взаимодействия с rho-белком или продукции мРНК.
Что такое эукариотическая транскрипция?
Транскрипция эукариот намного сложнее, чем у прокариот. В отличие от бактериальной РНК-полимеразы, она может самостоятельно образовывать связь с ДНК-матрицей. Эукариотам необходимо несколько дополнительных белков, известных как факторы транскрипции, чтобы сначала связаться с промоторной областью, а затем помочь в выборе подходящей полимеразы.
У эукариот есть 3 фермента РНК-полимеразы. РНК-полимераза 2 - главный фермент полимеразы, участвующий в транскрипции мРНК у эукариот. Чтобы достичь матрицы ДНК, каждой эукариотической РНК-полимеразе необходим уникальный набор факторов транскрипции. Процесс удлинения транскрипции занимает много времени. Когда двухцепочечная ДНК входит в фермент спереди, она расстегивается, чтобы освободить место для цепи матрицы РНК. Один гибрид, пара оснований РНК: ДНК, генерируется чрезвычайно быстро для каждой пары оснований ДНК, разделенных продвигающейся полимеразой.
Нити ДНК и возникающая цепь РНК выходят через отдельные каналы; две нити ДНК воссоединяются на заднем конце пузыря транскрипции, в то время как однониточная РНК выходит сама по себе на ведущем конце пузыря транскрипции. По окончании транскрипции РНК-полимераза высвобождается из своей ДНК-матрицы, в результате чего весь транскрипт отделяется от матрицы и высвобождается. Каждая из трех РНК-полимераз проходит уникальный процесс трансформации.
Основные различия между прокариотической и эукариотической транскрипцией
Вывод
Основная химия процесса одинакова в обоих случаях. РНК является конечным продуктом транскрипции как у прокариот, так и у эукариот, хотя процессы транскрипции различаются. Прокариоты и эукариоты используют РНК-полимеразу в качестве катализатора для стимуляции синтеза РНК.
У прокариот репликация и транскрипция ДНК, а также трансляция РНК происходят в одном компартменте (у организмов без ядерной мембраны). Все три процесса могут происходить один раз. У эукариот (организмов с ядерной мембраной) репликация и транскрипция ДНК происходят в ядре, тогда как синтез белка происходит в цитоплазме. РНК должна сначала пройти через ядерную мембрану, прежде чем она сможет транслироваться. Это означает, что транскрипция и перевод физически разделены.
