Belangrijkste verschil - gen versus eiwit

Gen en eiwit zijn twee functioneel gerelateerde entiteiten die in de cel worden gevonden. Over het algemeen zijn genen stukjes DNA. DNA is het genetische materiaal van de meeste organismen. DNA wordt getranscribeerd in mRNA; mRNA vertaald in eiwitten staat gezamenlijk bekend als het centrale dogma van de moleculaire biologie. Vandaar dat genen verantwoordelijk zijn voor de productie van eiwitten in de cel. De grootste verschil tussen gen en eiwit is dat: gen is verantwoordelijk voor de bepaling van de aminozuursequentie van een functioneel eiwit, terwijl eiwit dient als een structurele, functionele en regulerende component van de cel.

Belangrijkste gebieden die worden gedekt

1. Wat is een gen? - Definitie, structuur, rol 2. Wat is een eiwit? - Definitie, structuur, rol 3. Wat zijn de overeenkomsten tussen gen en eiwit? – Overzicht van gemeenschappelijke functies 4. Wat is het verschil tussen gen en eiwit? – Vergelijking van de belangrijkste verschillen

Sleutelbegrippen: aminozuren, coderingsvolgorde, gen, genexpressie, eiwit, regulerende volgorde

Wat is een gen?

Een gen verwijst naar een gebied (locus) van een chromosoom dat codeert voor een specifiek eiwit. Een gen wordt geïdentificeerd als de moleculaire eenheid van erfelijkheid. Het moderne concept van het gen is ontstaan ​​uit de studies over de overerving van kenmerken door Gregor Mendel in de jaren 1860. Het menselijk genoom bestaat typisch uit ongeveer 20.000 genen.

De structuur van een gen bestaat uit twee segmenten: coderende sequentie en regulerende sequentie. Codeervolgorde bestaat uit exons en introns in eukaryote genen. Prokaryoten missen introns die de coderende sequentie van een bepaald eiwit onderbreken. Daarom zijn prokaryotische genen korter dan eukaryote genen. In eukaryoten worden introns verwijderd bij daaropvolgende splitsing van exons tijdens de eiwitsynthese. Zo kunnen meerdere eiwitten worden geproduceerd door alternatieve splitsing van de coderende sequentie van een enkel gen in eukaryoten. De coderende sequentie van een gen wordt geflankeerd door onvertaalde regio's (5'UTR en 3'UTR). De regelvolgorde van een gen bestaat uit een promotorgebied, versterkers en remmers. In prokaryoten vormt een groep functioneel gerelateerde genen een operon. Een operon heeft meerdere eiwitcoderende sequenties, die samen worden getranscribeerd. Sommige virussen bestaan ​​volledig uit RNA-genomen. De productie van de aminozuursequentie van een functioneel eiwit staat bekend als genexpressie. Genexpressie kan zowel op transcriptieniveau als op translationeel niveau worden gereguleerd. Hun genen worden RNA-genen genoemd. De structuur van een eukaryoot gen en genexpressie zijn weergegeven in figuur 1.

Figuur 1: Eukaryote genexpressie

Organismen erven tijdens de voortplanting een complete set genen van hun ouders. Mutaties van een bepaald gen geven aanleiding tot varianten van hetzelfde gen dat bekend staat als allelen. Allelen produceren variaties van de eigenschap van het gen binnen een populatie. Allelen zijn ofwel dominante ofwel recessieve allelen. De meeste allelen ondergaan Mendeliaanse overerving.

Wat is een proteïne?

Een eiwit is een grote stikstofhoudende organische verbinding, samengesteld uit een of twee aminozuurketens. Daarom zijn de bouwstenen van een eiwit aminozuren. Een eiwit is opgebouwd uit een alternatieve samenstelling van universele aminozuren. Peptidebindingen worden gevormd tussen aminogroepen en carboxylzuurgroepen van aangrenzende aminozuren, waardoor een sequentie van aminozuren wordt gevormd. Daarom worden eiwitten polypeptiden genoemd. Dit betekent dat eiwit een polymeer is. Typisch bestaat een polypeptide uit 50 – 2000 aminozuren. De primaire eiwitstructuur wordt getoond in figuur 2.

Figuur 2: Primaire eiwitstructuur

Eiwitsynthese vindt plaats als gevolg van genexpressie. Transcriptie en translatie zijn de twee stappen van eiwitsynthese. De studie van de structuur en functie van deze eiwitten wordt proteomics genoemd. Eiwitten zijn echter een zeer complex en dynamisch type moleculen. Een typisch eiwit bestaat uit vier structurele niveaus: primair, secundair, tertiair en quaternair. Verschillende combinaties van aminozuren geven verschillende eigenschappen aan eiwitten. Mensen hebben van 20.000 tot 25.000 eiwitcoderende genen. Hieruit kunnen ongeveer 2 miljoen verschillende eiwittypen worden gesynthetiseerd. Het menselijk lichaam bevat echter ongeveer 50.000 eiwitten. De rest van de eiwitten wordt via de voeding geconsumeerd. De vier structurele niveaus van een typisch eiwit worden getoond in figuur 3.

Figuur 3: Structurele niveaus van een eiwit

De twee vormen van een eiwit in de voeding zijn complete eiwitten en onvolledige eiwitten. Een compleet eiwit bestaat uit alle twintig essentiële aminozuren, terwijl een onvolledig eiwit er slechts enkele heeft. Deze eiwitten worden tijdens de spijsvertering afgebroken tot aminozuren en aminozuren worden via het bloed naar de cellen getransporteerd. Eiwitten zijn een structureel onderdeel van een cel. Ze reguleren ook de functies van het lichaam door te werken als hormonen en enzymen. Ze dienen ook als transportmoleculen. Hemoglobine is bijvoorbeeld het eiwit dat zuurstof door het lichaam transporteert. Eiwitten produceren ook moleculen van het immuunsysteem.

Overeenkomsten tussen gen en eiwit

Verschil tussen gen en eiwit

Definitie

Gen: Een gen is een gebied (locus) van een chromosoom dat codeert voor een specifiek eiwit.

Eiwit: Een eiwit is een grote stikstofhoudende organische verbinding, samengesteld uit een of twee aminozuurketens.

Betekenis

Gen: Een gen is een stukje DNA of RNA.

Eiwit: Een eiwit is een polypeptide.

Samenstelling

Gen: Een gen is opgebouwd uit DNA-nucleotiden of RNA-nucleotiden.

Eiwit: Een eiwit is opgebouwd uit aminozuren.

Verantwoordelijk voor

Gen: Gen is verantwoordelijk voor de bepaling van het genotype.

Eiwit: Eiwit is verantwoordelijk voor de bepaling van het fenotype.

Functie

Gen: Een gen is verantwoordelijk voor de productie van een functioneel eiwit.

Eiwit: Een eiwit dient als een structurele, functionele en regulerende component van de cel.

Conclusie

Gen en eiwit zijn twee entiteiten die in de cel worden gevonden. Een gen is een stukje DNA dat is opgebouwd uit nucleotiden. Genen worden gecodeerd voor functionele eiwitten. Eiwitten dienen als een structurele, functionele en regulerende component van de cel. Eiwitten zijn opgebouwd uit aminozuren. Het belangrijkste verschil tussen gen en eiwit is de rol van elke entiteit in de cel.

Verwijzing:

1. "Wat is een gen? – Genetica Thuisreferentie.” Amerikaanse National Library of Medicine, National Institutes of Health, hier beschikbaar. 2. “Wat zijn eiwitten en wat doen ze? – Genetica Thuisreferentie.” Amerikaanse National Library of Medicine, National Institutes of Health, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "Genstructuur eukaryoot 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. "Eiwit primaire structuur" door National Human Genome Research Institute - (Public Domain) via Commons Wikimedia 3. "Eiwitstructuur" door NHGRI - Courtesy: National Human Genome Research Institute (publiek domein) via Commons Wikimedia