Prokaryote en eukaryote genexpressie zijn de twee cellulaire processen die verantwoordelijk zijn voor de expressie van genen in het genoom om een ​​functioneel genproduct te produceren. In het algemeen doorlopen beide processen twee stappen: transcriptie en translatie. Dit artikel is bedoeld om prokaryotische en eukaryote genexpressie te vergelijken en te contrasteren.

In prokaryoten zijn de nauw verwante genen geclusterd om operons te vormen en zo een polycistronisch mRNA-molecuul te produceren. Ondertussen ondergaan de functionele genen afzonderlijk expressie en produceren ze dus monocistronische mRNA's. Bovendien vinden transcriptie en translatie gelijktijdig plaats in het cytoplasma van prokaryoten. Maar bij eukaryoten komen ze afzonderlijk voor; de eerste in de kern, terwijl de laatste in het cytoplasma. Bovendien ondergaan eukaryoten zowel post-transcriptionele als translationele modificaties.

Eukaryotische genexpressie, mRNA's, prokaryotische genexpressie, vertaling, transcriptie

Wat is prokaryotische genexpressie?

Prokaryotische genexpressie is het proces van het synthetiseren van een genproduct volgens de informatie in prokaryotische genen. De betekenis van de prokaryotische genexpressie is dat de genen in prokaryoten voorkomen in operons, de clusters van functioneel gerelateerde genen. Enkele voorbeelden van operons zijn Lac-operon en Trp-operon. Daarom worden genen in een operon samen getranscribeerd, waardoor een polycistronisch mRNA-molecuul wordt gevormd. Bovendien vinden zowel transcriptie als translatie van prokaryoten gelijktijdig in het cytoplasma plaats. Daarom wordt het primaire transcript gemakkelijk gebruikt voor de vertaling waarvan de transcriptie nog steeds aan de gang is.

Figuur 1: Prokaryote genstructuur

Bovendien is een enkel type RNA-polymerase verantwoordelijk voor de transcriptie in prokaryoten. Het vereist de sigmafactor en een specifieke DNA-sequentie genaamd de Pribnow-box voor de initiatie van transcriptie. 70S Ribosomen zijn verantwoordelijk voor de translatie van het prokaryotische polycistronische mRNA. Het belangrijkste is dat de regulatie van prokaryotische genexpressie plaatsvindt op transcriptioneel niveau, hetzij door het transcriptieniveau te verhogen of te verlagen.

Wat is eukaryote genexpressie?

Eukaryote genexpressie is het proces van het synthetiseren van genproducten, afhankelijk van de informatie in de eukaryote genen. Aanzienlijk komt eukaryoot DNA voor in de kern; daarom vindt transcriptie ook plaats in de kern. Gewoonlijk zijn drie RNA-polymerasen verantwoordelijk voor de transcriptie van verschillende soorten RNA's: RNA-polymerase 1, dat rRNA transcribeert, RNA-polymerase 2, dat mRNA transcribeert, en RNA-polymerase 3, dat tRNA transcribeert. Bovendien staat elk eukaryoot gen onder de controle van een individuele promotor. Vandaar dat transcriptie resulteert in een monocistronisch mRNA.

Figuur 2: Prokaryote en eukaryote genexpressie

Vergelijk en contrasteer prokaryotische en eukaryote genexpressie

Overeenkomsten tussen prokaryotische en eukaryote genexpressie

Verschil tussen prokaryotische en eukaryote genexpressie?

Definitie

Prokaryotische genexpressie verwijst naar het proces dat een functioneel genproduct synthetiseert, afhankelijk van de informatie over de prokaryotische genen. Aan de andere kant verwijst eukaryote genexpressie naar het proces dat een functioneel genproduct synthetiseert, afhankelijk van de informatie over de eukaryote genen.

Ruimtelijke scheiding

Prokaryotische genexpressie vindt volledig plaats in het cytoplasma, terwijl in eukaryoten transcriptie plaatsvindt in de kern en translatie plaatsvindt in het cytoplasma.

Tijdelijke segregatie

Transcriptie en translatie vinden gelijktijdig plaats in prokaryotische genexpressie, terwijl transcriptie en translatie tijdelijk gescheiden zijn in eukaryote genexpressie.

Voorkomen van DNA

Epigenetische factoren

Bovendien is prokaryotisch DNA niet in een permanent gecondenseerde vorm, terwijl eukaryoot DNA een stabiel, gecondenseerd complex vormt met histonen.

Promotorelementen

Prokaryoten bevatten drie promotorelementen: één is stroomopwaarts van het gen, de tweede is tien nucleotiden stroomafwaarts en de derde is 35 nucleotiden stroomafwaarts ervan. Maar eukaryoten bevatten een veel grotere set promotorelementen, waaronder de TATA-box.

Transcriptie-initiatiefactoren

Transcriptie-initiatiefactoren van prokaryoten komen niet samen met het initiatiecomplex. Maar de transcriptie-initiatiefactoren van eukaryoten komen samen met het initiatiecomplex.

Leeskader openen

Introns onderbreken het open leesraam van de prokaryotische genen niet, terwijl introns het open leesraam van de eukaryote genen onderbreken.

RNA-polymerase

Grootte van genen

Terwijl prokaryotische genen klein zijn, zijn eukaryote genen groter.

Extra DNA

Prokaryoten hebben zelden extra DNA, terwijl eukaryoten grote gebieden met repetitief DNA hebben.

Coderen naar niet-coderend DNA

95% van het prokaryotische genoom bevat eiwitcoderende genen, terwijl 98% van het eukaryote genoom niet-coderend DNA bevat.

genen

Verschillende functioneel gerelateerde genen komen voor in clusters die operons worden genoemd in prokaryoten, terwijl eukaryote genen afzonderlijk voorkomen.

Type mRNA

Prokaryote genexpressie resulteert in polycistronisch mRNA, terwijl eukaryote genexpressie resulteert in monocistronisch mRNA.

Post-transcriptionele wijzigingen

Post-transcriptionele modificaties komen niet voor bij prokaryotische genexpressie, terwijl post-transcriptionele modificaties optreden bij eukaryote genexpressie.

ribosomen

Bovendien hebben prokaryoten 70S-ribosomen, terwijl eukaryoten 80S-ribosomen hebben.

Post-translationele wijzigingen

Post-translationele modificaties komen niet voor in prokaryotische genexpressie. Maar post-translationele modificaties treden op in eukaryote genexpressie.

Regulatie van genexpressie

De regulatie van de prokaryotische genexpressie vindt plaats op transcriptioneel niveau. Maar de regulatie van de eukaryote genexpressie kan plaatsvinden op epigenetisch niveau, transcriptieniveau, post-transcriptioneel niveau, translationeel niveau of post-translationeel niveau.

Conclusie

Prokaryote en eukaryote genexpressie zijn de processen van het produceren van een functioneel genproduct volgens de informatie in het genoom. Over het algemeen doorlopen ze twee processen: transcriptie en translatie. Meestal vindt translatie plaats in het cytoplasma. Functioneel gerelateerde prokaryotische genen clusteren samen om operons te vormen, die samen transcriberen om een ​​polycistronisch mRNA te vormen. Ook vinden transcriptie en translatie gelijktijdig plaats in het cytoplasma van prokaryoten. Daarentegen vindt transcriptie van eukaryoten plaats in de kern, terwijl mRNA's het cytoplasma binnengaan voor translatie. Daarom zijn transcriptie en translatie niet gekoppeld. Daarnaast ondergaan eukaryote genen afzonderlijk transcriptie, waarbij monocistronische mRNA's worden gevormd.

Referenties:

1. Ussery, David. "Een inleiding tot de beheersing van genexpressie bij eukaryoten." Biologie 210 - GENETICA, lente, 1998, hier beschikbaar.2. "16.2B: Prokaryotische versus eukaryote genexpressie." Biologie LibreTexts, Libretexts, 19 november 2019, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "Genstructuur prokaryoot 2 geannoteerd" door Thomas Shafee - Shafee T, Lowe R (2017). "Eukaryote en prokaryotische genstructuur". WikiJournal of Medicine 4 (1). DOI:10.15347/wjm/2017.002. ISSN 20024436. (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia 2. "Figuur_16_01_01" Door OpenStax CNX (CC BY 4.0) via OpenStax College.