Gēnu ekspresija prokariotos un eukariotos
  

Gēnu ekspresija ir būtisks process, kas notiek gan prokariotos, gan eikariotos. Neskatoties uz to, ka rezultāti gan eikariotos, gan prokariotos ir vienādi, starp tiem ir ievērojamas atšķirības. Gēnu ekspresija tiek apspriesta vispārīgi, un šajā rakstā jo īpaši tiek uzsvērtas atšķirības starp prokariotu un eikariotu procesiem.

Gēnu ekspresija

Kad informācija par gēnu tiek pārveidota struktūras formās, tiek teikts, ka konkrētais gēns ir izteikts. Gēnu ekspresija ir process, kas veido bioloģiski svarīgas molekulas, un tās parasti ir makromolekulas. Gēni lielākoties tiek izteikti olbaltumvielu veidā, bet RNS ir arī šī procesa produkts. Dzīvības formas nevarētu būt, ja nenotiek gēnu ekspresijas process.

Gēnu ekspresijā ir trīs galvenie posmi, kas pazīstami kā transkripcija, RNS apstrāde un tulkošana. Pēc translācijas olbaltumvielu modifikācija un nekodētā RNS nobriešana ir daži no citiem procesiem, kas saistīti ar gēnu ekspresiju. Transkripcijas posmā gēna nukleotīdu secība DNS virknē tiek transkribēta RNS pēc tam, kad DNS virkne tiek demontēta ar DNS helikāzes enzīmu. Jaunizveidotā RNS virkne (mRNS) tiek pārveidota, noņemot nekodētās sekvences un nogādājot gēna nukleotīdu secību ribosomās. Ir īpašas tRNS (pārneses RNS) molekulas, kas atpazīst 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 tiek saistīta ar nākamo aminoskābi secībā caur peptīda saiti. Šī peptīdu saistīšana turpinās, līdz ribosomā tiek nolasīts pēdējais kodons. Balstoties uz aminoskābju secību olbaltumvielu ķēdē, katras olbaltumvielu molekulas forma un funkcija mainās. Šī forma un funkcija ir DNS molekulas nukleotīdu secības rezultāti. Līdz ar to kļūst skaidrs, ka dažādi gēni kodē dažādas olbaltumvielas ar mainīgu formu un funkciju.

Kāda ir atšķirība starp gēnu ekspresiju prokariotos un eikariotos?

• Tā kā prokariotiem nav kodola apvalka, ribosomas var sākt sintezēt olbaltumvielas, veidojoties mRNS virknei. Tas ir ļoti pretstatā eikariotiskajam procesam, kurā mRNS virkne ir jāpārved citoplazmā, lai ribosomas varētu ar to saistīties. Turklāt prokariotu gēnu ekspresijā galveno solu skaits ir divi, turpretī eikariotu procesā ir trīs galvenie posmi.

• Eikariotu DNS ir intronu sekvences, lai arī mRNS virknei būtu tādas. Tāpēc RNS splicēšanai ir jānotiek pirms mRNS virknes pabeigšanas kodolā eukariotos. Tomēr prokariotos nav RNS apstrādes posma, jo viņu ģenētiskajā materiālā trūkst intronu.

• Prokariotu procesā pastāv iespēja vienlaikus ekspresēt sagrupētus gēnus (pazīstamus kā operonus). Tomēr tikai viens tiek ekspresēts uzreiz eikariotos, un arī nākamā mRNS virkne tiek sadalīta pēc ekspresijas.