Proteinszintézis prokarióta vs eukarióta között
A fehérjeszintézis lépései a teljes biológiai szó minden egyes sejtjében nagyon erősen sorrendben vannak sorrendben, de mindegyikben vannak kis azonosságok. A prokarióta és eukarióta fehérjeszintetizáló útvonalak között azonban komoly különbségek vannak, annak ellenére, hogy a végeredmény mindkét esetben mindig fehérje. A két sejttípus összetevői lehetnek a fő oka annak, hogy ezek különböznek egymástól. A transzkripció, az RNS-feldolgozás és a transzláció fő lépései azonban mind a prokariótákban, mind az eukariótákban megegyeznek. Ebben a cikkben egy általános leírás található a fehérjeszintézisről, majd az egymás közötti főbb jelentős különbségek könnyen áttekinthető megbeszélései következnek.
Fehérjeszintézis
A fehérjeszintézis egy biológiai folyamat, amely az organizmusok sejtjeiben zajlik, három fő lépésben, ezek a transzkripció, az RNS-feldolgozás és a transzláció. A transzkripciós lépésben a DNS-szálban lévő gén nukleotidszekvenciája RNS-vé íródik át. Ez az első lépés nagyon hasonló a DNS-replikációhoz, kivéve, hogy az eredmény egy szál az RNS-en a fehérjeszintézisben. A DNS-szálat DNS-helikáz enzimmel szétbontva az RNS-polimeráz a promóterként ismert gén kiindulási helyére kötődik, és a gén mentén szintetizálódik az RNS-szál. Ezt az újonnan képződött RNS-szálat hírvivő RNS-nek (mRNS) ismerik.
Az mRNS-szál elviszi a nukleotidszekvenciát a riboszómákhoz az RNS-feldolgozáshoz. A specifikus tRNS (transzfer RNS) molekulák felismerik a releváns aminosavakat a citoplazmában. Ezt követően tRNS-molekulák kapcsolódnak a specifikus aminosavakhoz. Minden tRNS-molekulában három nukleotidból álló szekvencia található. A citoplazmában egy riboszóma kapcsolódik az mRNS-szálhoz, és azonosítják a kiindulási kodont (a promotert). Az mRNS-szekvenciának megfelelő nukleotidokat tartalmazó tRNS-molekulák a riboszóma nagy alegységébe kerülnek. Ahogy a tRNS-molekulák a riboszómához jutnak, a megfelelő aminosav peptidkötésen keresztül kapcsolódik a szekvenciában következő aminosavhoz. Ezt az utolsó lépést fordításnak nevezzük; valóban, itt megy végbe a tényleges fehérjeszintézis.
A fehérje alakját a láncban lévő különböző típusú aminosavak határozzák meg, amelyek a tRNS-molekulákhoz kapcsolódnak, de a tRNS az mRNS-szekvenciára specifikus. Ezért egyértelmű, hogy a fehérjemolekulák a DNS-molekulában tárolt információkat ábrázolják. Azonban a fehérjeszintézis RNS-szálból is beindítható.
Mi a különbség a prokarióta és eukarióta fehérjeszintézis között?
• Amint a transzkripciós lépés megtörténik, a riboszómák képesek kapcsolódni a prokariótákban kialakuló mRNS-szálhoz, mivel nem rendelkeznek a nukleinsavakat körülvevő magburokkal. Az mRNS azonban kapcsolódhat a riboszómákhoz, miután a szál kikerült az eukarióták sejtmagjából.
• Ezért világossá válik, hogy a folyamat fordítási lépése már azelőtt megkezdődött, hogy a transzkripció befejeződött volna a prokariótákban, míg a két lépés egymástól távol megy végbe az eukariótákban. Más szavakkal, az RNS-feldolgozás nem megy végbe a prokarióta szintézisben, de az eukarióta folyamatban igen.
• Az eukariótákban a fehérjeszintézis egy teljes folyamatában csak egy gén expresszálódik, miközben gyakran több gén is expresszálódik a bakteriális (prokarióta) fehérjeszintézisben egy mRNS-szálból. Más szavakkal, a klaszterezett géneket (az operonokat) a prokarióták expresszálhatják, de az eukarióták nem.
• Vannak nem kódoló DNS-szekvenciák az eukarióta nukleinsavakban, amelyeket intronoknak neveznek, de a prokariótákban nem. Az eukarióták mRNS-e eltávolítja az intronokat a szálából, mielőtt elhagyná a sejtmagot, ami ellentétben áll a prokariótákban az mRNS-szál egyszerű képződésével.
