Eiwitsynthese in prokaryotisch versus eukaryoot
Eiwitsynthese heeft zijn stappen op een zeer sterk geordende manier binnen elke cel van het hele biologische woord, maar er zijn kleine identiteiten in elk. Er zijn echter serieus aanzienlijke verschillen tussen prokaryotische en eukaryote eiwitsyntheseroutes, ondanks dat het eindresultaat in beide gevallen altijd een eiwit is. De componenten van de twee soorten cellen kunnen de belangrijkste reden zijn waarom ze van elkaar verschillen. De belangrijkste stappen van transcriptie, RNA-verwerking en translatie zijn echter hetzelfde in zowel prokaryoten als eukaryoten. Een algemeen overzicht van eiwitsynthese wordt in dit artikel gepresenteerd, gevolgd door gemakkelijk verteerbare discussies over de belangrijkste aanzienlijke verschillen tussen elkaar.
Eiwitsynthese
Eiwitsynthese is een biologisch proces dat plaatsvindt in de cellen van organismen in drie hoofdstappen die bekend staan als transcriptie, RNA-verwerking en translatie. In de transcriptiestap wordt de nucleotidesequentie van het gen in de DNA-streng getranscribeerd in RNA. Deze eerste stap lijkt sterk op de DNA-replicatie, behalve dat het resultaat een streng op RNA is bij de eiwitsynthese. De DNA-streng wordt ontmanteld met DNA-helicase-enzym, RNA-polymerase wordt bevestigd op de specifieke plaats van het begin van het gen dat bekend staat als promotor, en de RNA-streng wordt langs het gen gesynthetiseerd. Deze nieuw gevormde RNA-streng staat bekend als het boodschapper-RNA (mRNA).
De mRNA-streng brengt de nucleotidesequentie naar de ribosomen voor de RNA-verwerking. Specifieke tRNA (transfer RNA) moleculen zullen de relevante aminozuren in het cytoplasma herkennen. Daarna worden tRNA-moleculen aan de specifieke aminozuren gehecht. In elk tRNA-molecuul is er een reeks van drie nucleotiden. Een ribosoom in het cytoplasma wordt aan de mRNA-streng gehecht en het startcodon (de promotor) wordt geïdentificeerd. De tRNA-moleculen met de overeenkomstige nucleotiden voor de mRNA-sequentie worden naar de grote subeenheid van het ribosoom verplaatst. Als de tRNA-moleculen naar het ribosoom komen, wordt het overeenkomstige aminozuur via een peptidebinding aan het volgende aminozuur in de reeks gebonden. Deze laatste stap staat bekend als vertaling; inderdaad, hier vindt de eigenlijke eiwitsynthese plaats.
De vorm van het eiwit wordt bepaald door de verschillende soorten aminozuren in de keten, die aan tRNA-moleculen waren vastgemaakt, maar tRNA is specifiek voor de mRNA-sequentie. Het is dus duidelijk dat de eiwitmoleculen de informatie weergeven die is opgeslagen in het DNA-molecuul. Eiwitsynthese kan echter ook worden gestart vanuit een RNA-streng.
Wat is het verschil tussen eiwitsynthese bij prokaryoten en eukaryoten?
• Terwijl de transcriptiestap plaatsvindt, zijn de ribosomen in staat om te associëren met de vormende mRNA-streng in prokaryoten omdat ze geen nucleaire envelop hebben om de nucleïnezuren te omsluiten. Echter, mRNA kan associëren met de ribosomen nadat de streng in eukaryoten uit de kern is verplaatst.
• Daarom wordt het duidelijk dat de translatiestap van het proces al is gestart voordat de transcriptie is voltooid in prokaryoten, terwijl de twee stappen ver uit elkaar plaatsvinden in eukaryoten. Met andere woorden, RNA-verwerking vindt niet plaats in de prokaryotische synthese, maar wel in het eukaryote proces.
• Slechts één gen wordt tot expressie gebracht in één volledig proces van eiwitsynthese in eukaryoten, terwijl er vaak meerdere genen tot expressie komen in bacteriële (prokaryote) eiwitsynthese van één mRNA-streng. Met andere woorden, geclusterde genen (bekend als Operons) kunnen tot expressie worden gebracht door prokaryoten, maar niet door eukaryoten.
• Er zijn niet-coderende DNA-sequenties in eukaryote nucleïnezuren die bekend staan als Introns, maar niet in prokaryoten. Het mRNA in eukaryoten verwijdert de introns van zijn streng voordat het de kern verlaat, wat in contrast staat met de eenvoudige vorming van een mRNA-streng in prokaryoten.
