ژن در مقابل پروتئین
اگرچه ژن و پروتئین ارتباط نزدیکی با هم دارند، تفاوت های مشخصی بین عملکرد و فیزیولوژی آنها وجود دارد. ژن و پروتئین دو ماده زیستی بسیار نزدیک در سیستم بدن هستند. عملکرد ژن به شکل پروتئین بیان می شود. این باعث ایجاد نزدیک ترین پیوند بین ژن ها و پروتئین ها می شود. ژن و پروتئین هر دو ترکیب حیاتی در زندگی هستند و به ایجاد رابطه بین ژنوتیپ و فنوتیپ در ژنتیک کمک می کنند. این رابطه مولکولی با فرضیه یک ژن/یک پلی پپتید توضیح داده می شود. فرانسیس کریک اولین کسی بود که جریان اطلاعات را در سلول ها توصیف کرد که منجر به تبدیل ژنوتیپ به فنوتیپ می شود.جریان اطلاعات تک جهتی در سلول ها به شرح زیر است.
DNA (ژن) → RNA → پروتئین
مرحله DNA به RNA به عنوان رونویسی شناخته می شود، در حالی که RNA به پروتئین ترجمه نامیده می شود. تمرکز اصلی این مقاله تفاوت بین ژن و پروتئین است و عملکرد و فیزیولوژی ژن و پروتئین نیز مورد توجه قرار خواهد گرفت.
ژن چیست؟
یک ژن به عنوان واحد اصلی اطلاعات ژنتیکی در نظر گرفته می شود. در یک کروموزوم در یک مکان ژنتیکی خاص قرار دارد. اطلاعات ژنتیکی واقع در جایگاه خاص معمولاً به یک مولکول RNA واحد رونویسی می شود که در نهایت برای یک پروتئین خاص کدگذاری می شود. این ژن ها را ژن های کد کننده پروتئین می نامند. همه RNA های رونویسی شده از ژن ها به پروتئین ترجمه نمی شوند. این ژن ها را ژن های غیر کد کننده می نامند. به مطالعه ژن ها ژنتیک می گویند. در یوکاریوت ها، جفت های کروموزوم به صورت جفت های همولوگ مرتب شده اند. اشکال مختلف یک ژن که در موقعیت یا مکان یکسان قرار دارند به عنوان آلل شناخته می شوند.ژن‌های یوکاریوتی پیچیده‌تر از ژن‌های پروکاریوتی هستند و شامل توالی‌های مداخله‌ای به نام اینترون هستند. بخش‌های تنظیم‌کننده دیگری که در ژن‌ها یافت می‌شوند اگزون نام دارند که mRNA را می‌سازند. در انسان، کوچکترین ژن کد کننده پروتئین شامل حدود 500 نوکلئوتید بدون اینترون است و یک پروتئین هیستون را کد می کند. بزرگترین ژن کد کننده پروتئین در انسان حاوی حدود 2.5 میلیون نوکلئوتید است و پروتئینی به نام دیستروفین را کد می کند.
DNA باکتریایی به mRNA رونویسی شد و سپس به پروتئین ترجمه شد
پروتئین چیست؟
پروتئین ها متنوع ترین ماکرومولکول های بیولوژیکی با عملکردهای مختلف از جمله کاتالیز آنزیم، دفاع، انتقال، پشتیبانی، حرکت، تنظیم و ذخیره سازی هستند. ساختار پروتئین توسط یک ژن خاص در بدن تعیین می شود.واحد عملکردی و ساختاری پروتئین ها اسید آمینه است. همانطور که از نام آن پیداست، اسید آمینه از یک گروه آمینه (-NH2) و یک گروه کربوکسیل اسیدی (-COOH) تشکیل شده است. 20 اسید آمینه مختلف وجود دارد که در توالی های مختلف از طریق پیوندهای پپتیدی مرتب شده اند تا تمام پروتئین های بدن را تولید کنند. زنجیره ای از اسیدهای آمینه که توسط پیوندهای پپتیدی به هم متصل شده اند، پلی پپتید نامیده می شود.
ساختار یا شکل یک پروتئین عملکرد آن را تعیین می کند. توالی اسید آمینه توسط ساختار اولیه پروتئین تعیین می شود. وجود چندین گروه پپتیدی در یک پروتئین می تواند منجر به تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین اسیدهای آمینه نزدیک شود. این می تواند ساختار را تغییر دهد و ساختار ثانویه یک پروتئین را تعیین کند. ساختار سوم؛ شکل سه بعدی نهایی پروتئین توسط چین ها و پیوندهای موجود در پروتئین مشخص می شود. ساختار چهارتایی یک پروتئین فقط در پروتئین با پلی پپتیدهای متعدد یافت می شود.
تفاوت بین ژن و پروتئین چیست؟
• عملکرد ژن ها از طریق پروتئین بیان می شود (ژن ساختار اولیه پروتئین خاصی را در بدن تعیین می کند).
• ژن از DNA ساخته شده است، در حالی که پروتئین از اسیدهای آمینه ساخته شده است.
• ژن ها حامل ژنوتیپ هستند، در حالی که پروتئین ها فنوتیپ ها را بیان می کنند.
• وظیفه اصلی یک ژن حمل اطلاعات وراثتی است، در حالی که وظایف اصلی پروتئین شامل کاتالیز آنزیم، دفاع، انتقال، پشتیبانی، حرکت، تنظیم و ذخیره سازی است.
