Atšķirība starp olbaltumvielu sintēzi prokariotu un eikariotu

Olbaltumvielu sintēze prokariotu un eikariotu gadījumā

Olbaltumvielu sintēzei ir ļoti secīga secība visā bioloģiskā vārda katrā šūnā, taču katrā no tām ir nelielas identitātes. Tomēr pastāv nopietnas atšķirības starp prokariotu un eikariotu olbaltumvielu sintezēšanas ceļiem, neskatoties uz to, ka abos gadījumos gala rezultāts vienmēr ir olbaltumviela. Abu veidu šūnu komponenti varētu būt galvenais iemesls, kāpēc tās atšķiras viena no otras. Tomēr galvenie transkripcijas, RNS apstrādes un tulkošanas posmi ir vienādi gan prokariotos, gan eikariotos. Šajā rakstā ir sniegts vispārīgs pārskats par olbaltumvielu sintēzi, kam seko viegli sagremojamas diskusijas par galvenajām būtiskajām atšķirībām savā starpā.

Olbaltumvielu sintēze

Olbaltumvielu sintēze ir bioloģisks process, kas notiek organismu šūnās trīs galvenajos posmos, kas pazīstami kā transkripcija, RNS apstrāde un tulkošana. Transkripcijas posmā gēna nukleotīdu secība DNS virknē tiek transkribēta RNS. Šis pirmais solis ir ļoti līdzīgs DNS replikācijai, izņemot to, ka olbaltumvielu sintēzē rodas virkne RNS. DNS virkne, kas tiek demontēta ar DNS helicāzes enzīmu, RNS polimerāze tiek piestiprināta noteiktā gēna, kas pazīstams kā promotors, sākuma vietā, un RNS virkne tiek sintezēta gar gēnu. Šī jaunizveidotā RNS virkne ir pazīstama kā Messenger RNS (mRNA).

MRNS virkne ņem nukleotīdu secību uz ribosomām RNS apstrādei. Specifiskas tRNS (pārneses RNS) molekulas atpazīs attiecīgās aminoskābes citoplazmā. Pēc tam tRNS molekulas tiek piesaistītas specifiskajām aminoskābēm. Katrā tRNS molekulā ir trīs nukleotīdu secība. Ribosoma citoplazmā ir pievienota mRNS virknei, un tiek identificēts sākuma kodons (veicinātājs). TRNS molekulas ar atbilstošajiem mRNS sekvences nukleotīdiem tiek pārvietotas ribosomas lielajā apakšvienībā. Kad tRNS molekulas nonāk ribosomā, atbilstošā aminoskābe ar peptīdu saiti tiek saistīta ar nākamo aminoskābi secībā. Šis pēdējais solis ir pazīstams kā tulkošana; patiešām šajā vietā notiek reālā olbaltumvielu sintēze.

Olbaltumvielu formu nosaka, izmantojot dažāda veida aminoskābes ķēdē, kuras tika pievienotas tRNS molekulām, bet tRNS ir specifiskas mRNS secībai. Līdz ar to ir skaidrs, ka olbaltumvielu molekulas attēlo informāciju, kas glabājas DNS molekulā. Tomēr olbaltumvielu sintēzi var uzsākt arī no RNS šķiedras.

Kāda ir atšķirība starp olbaltumvielu sintēzi prokariotu un eikariotu?

• Tā kā notiek transkripcijas solis, ribosomas ir spējīgas asociēties ar veidojošo mRNS virkni prokariotos, jo tām nav kodola apvalka, lai norobežotu nukleīnskābes. Tomēr mRNS var saistīties ar ribosomām pēc tam, kad virkne ir izstumta no kodola eikariotos.

• Tāpēc kļūst skaidrs, ka procesa tulkošanas solis jau ir sākts, pirms prokarioti ir pabeigta transkripcija, turpretī abi posmi notiek tālu viens no otra eikariotos. Citiem vārdiem sakot, RNS apstrāde nenotiek prokariotu sintēzē, bet tā notiek eikariotu procesā.

• Vienā pilnā olbaltumvielu sintēzes procesā eukariotos tiek izteikts tikai viens gēns, turpretī baktēriju (prokariotu) olbaltumvielu sintēzē no vienas mRNS virknes bieži ir vairāki gēni. Citiem vārdiem sakot, sagrupētus gēnus (pazīstamus kā Operonus) var izteikt ar prokariotiem, bet ne eikarioti varētu.

• Eikariotu nukleīnskābēs, kas pazīstamas kā Introns, nav kodētas DNS sekvences, bet ne prokariotos. MRNS eukariotos noņem intronus no savas virknes pirms aiziešanas no kodola, kas ir pretstatā vienkāršai mRNS virknes veidošanai prokariotos.