بیان ژن در پروکاریوتها در مقابل یوکاریوتها
بیان ژن یک فرآیند ضروری است که هم در پروکاریوت ها و هم در یوکاریوت ها انجام می شود. با وجود این واقعیت که نتایج در هر دو یوکاریوت و پروکاریوت یکسان است، تفاوت های قابل توجهی بین آنها وجود دارد. بیان ژن به طور کلی مورد بحث قرار می گیرد و تفاوت های بین فرآیندهای پروکاریوتی و یوکاریوتی به طور خاص در این مقاله برجسته شده است.
بیان ژن
وقتی اطلاعات یک ژن در حال تبدیل به اشکال ساختاری است، گفته می شود که ژن خاص بیان می شود.بیان ژن فرآیندی است که مولکول‌های مهم بیولوژیکی را می‌سازد و اینها معمولاً درشت مولکول‌ها هستند. ژن ها بیشتر به شکل پروتئین بیان می شوند، اما RNA نیز محصول این فرآیند است. بدون انجام فرآیند بیان ژن، هیچ شکل حیاتی وجود نخواهد داشت.
سه مرحله اصلی در بیان ژن وجود دارد که به عنوان رونویسی، پردازش RNA و ترجمه شناخته می شوند. اصلاح پروتئین پس از ترجمه و بلوغ RNA غیر کدکننده برخی از فرآیندهای دیگر درگیر با بیان ژن هستند. در مرحله رونویسی، توالی نوکلئوتیدی ژن در رشته DNA پس از جدا شدن رشته DNA با آنزیم هلیکاز DNA به RNA رونویسی می شود. رشته RNA تازه تشکیل شده (mRNA) با حذف توالی های غیر کدکننده و بردن توالی نوکلئوتیدی ژن به ریبوزوم ها اصلاح می شود. مولکول‌های اختصاصی tRNA (RNA انتقالی) وجود دارند که اسیدهای آمینه مربوطه را در سیتوپلاسم تشخیص می‌دهند. پس از آن، مولکول های tRNA به اسیدهای آمینه خاص متصل می شوند.در هر مولکول tRNA، یک توالی از سه نوکلئوتید وجود دارد. یک ریبوزوم در سیتوپلاسم به رشته mRNA متصل می شود و کدون شروع (پرموتور) شناسایی می شود. مولکول های tRNA با نوکلئوتیدهای مربوط به توالی mRNA به زیر واحد بزرگ ریبوزوم منتقل می شوند. هنگامی که مولکول‌های tRNA به ریبوزوم می‌رسند، اسید آمینه مربوطه از طریق یک پیوند پپتیدی با اسید آمینه بعدی در دنباله پیوند می‌یابد. این پیوند پپتیدی تا زمانی که آخرین کدون در ریبوزوم خوانده شود ادامه می یابد. بر اساس توالی اسیدهای آمینه در زنجیره پروتئین، شکل و عملکرد برای هر مولکول پروتئین متفاوت است. این شکل و عملکرد نتایج توالی نوکلئوتیدی در مولکول DNA است. از این رو، مشخص می‌شود که ژن‌های مختلف پروتئین‌های مختلف را با اشکال و عملکردهای متغیر کد می‌کنند.
تفاوت بین بیان ژن در پروکاریوت ها و یوکاریوت ها چیست؟
• از آنجایی که پروکاریوت ها پوشش هسته ای ندارند، ریبوزوم ها می توانند با تشکیل رشته mRNA شروع به سنتز پروتئین کنند.این بسیار متضاد با فرآیند یوکاریوتی است، جایی که رشته mRNA باید به سیتوپلاسم منتقل شود تا ریبوزوم ها با آن پیوند برقرار کنند. علاوه بر این، تعداد مراحل اصلی در بیان ژن پروکاریوتی دو مرحله است، در حالی که در فرآیند یوکاریوتی سه مرحله اصلی وجود دارد.
• توالی های اینترون در DNA یوکاریوتی وجود دارد به طوری که رشته mRNA نیز دارای آن ها خواهد بود. بنابراین، پیوند RNA باید قبل از نهایی شدن رشته mRNA در داخل هسته در یوکاریوت ها انجام شود. با این حال، هیچ مرحله پردازش RNA در پروکاریوت ها به دلیل کمبود اینترون در ماده ژنتیکی آنها وجود ندارد.
• امکان بیان همزمان ژن های خوشه ای (معروف به اپرون) در فرآیند پروکاریوتی وجود دارد. با این حال، تنها یکی به طور همزمان در یوکاریوت ها بیان می شود، و رشته mRNA بعدی نیز پس از بیان تجزیه می شود.
