Hauptunterschied – monocistronische vs. polycistronische mRNA
Das mRNA-Molekül trägt die genetische Information, um das jeweilige Protein herzustellen. In allen lebenden Organismen wird die gesamte mRNA der Zelle durch den als Translation bekannten Prozess in Proteine übersetzt. Es gibt mehrere Unterschiede zwischen prokaryotischen und eukaryotischen mRNA-Molekülen. Die eukaryotische mRNA wird als großes Vorläufermolekül im Zellkern synthetisiert, der sich später verändert. Die eukaryotische mRNA kodiert nur für ein Protein und repräsentiert ausnahmslos ein einzelnes Gen. Daher werden sie als monocistronisch bezeichnet. Die prokaryotische mRNA trägt die Sequenzen, die mehrere Proteine codieren. Daher werden sie als polycistronische mRNA bezeichnet. Insbesondere wird bei einer polycistronischen mRNA eine einzelne mRNA von einer Gruppe benachbarter Gene transkribiert. Diese Gruppen werden als Operons bezeichnet, wie z. Lac-Operon, Galactose-Operon und Tryptophan-Operon. Der Hauptunterschied zwischen monocistronischer und polycistronischer mRNA besteht darin, dass monocistronische mRNA die genetische Information eines einzelnen Proteins enthält, während die polycistronische mRNA die genetische Information mehrerer Gene trägt, die in mehrere Proteine übersetzt werden.
Was ist monocistronische mRNA?
Die mRNA ist als monocistronisch bekannt, da sie genetische Informationen trägt, um nur ein einzelnes Protein zu übersetzen. Eukaryotische mRNA ist monocistronisch und enthält genetische Informationen, die nur für ein Protein kodieren. Sie produzieren also nach dem Übersetzungsprozess ein einzelnes Protein. Eukaryotische mRNAs sind von Natur aus ausnahmslos monocistronisch.
Abbildung 01: Monocistronische mRNA
Die monocistronische mRNA hat nur einen einzigen offenen Leserahmen, der als „ORF“bekannt ist. Dieser offene Leserahmen entspricht einem bestimmten einzelnen Gentranskript. Das eukaryontische mRNA-Molekül wird als große Vorstufe im Zellkern synthetisiert. Später findet eine beträchtliche Größenreduzierung zusammen mit mehreren anderen wichtigen Modifikationen statt. Anschließend wird es in das Zytoplasma transportiert. Es wird also in verschiedenen Zellkompartimenten synthetisiert und exprimiert. Die eukaryotischen mRNAs sind aufgrund von posttranskriptionellen Modifikationen sehr stabil. Ihre Halbwertszeit kann je nach Funktion einige Stunden oder länger betragen.
Was ist polycistronische mRNA?
Die polycistronische mRNA enthält Codons von mehr als einem Cistron. Die polycistronische mRNA wird von mehr als einem Gen (Cistron) transkribiert und hat viele Initiations- und Terminationscodons. Und es kodiert auch für mehr als ein Protein. Die polycistronische mRNA trägt mehrere offene Leserahmen (ORFs). Jeder von ihnen wird in eine Polypeptidkette übersetzt. Insbesondere bei der polycistronischen mRNA wird eine einzelne mRNA von einer Gruppe benachbarter Gene transkribiert.
Abbildung 02: Polycistronische mRNA
Die prokaryotischen mRNAs sollen polycistronisch sein. Gleichzeitig ist die bakterielle mRNA sehr instabil und wird kurz nach der Translation abgebaut. Die Bakterien und Archaea haben polycistronische mRNA in ihren Zellen. Die aus polycistronischer mRNA hergestellten Polypeptide haben verwandte Funktionen. Ihre kodierenden Sequenzen werden gemeinsam durch eine regulatorische Region reguliert. Diese regulatorische Region enthält einen Promotor und einen Operator. Die mRNAs, die dicistronisch oder bicistronisch (kodiert für zwei Proteine) sind, werden auch unter polycistronischen mRNAs kategorisiert.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen monocistronischer und polycistronischer mRNA?
- Beide tragen genetische Informationen.
- Beide können Proteine produzieren.
- Beide enth alten das Nukleotid Uracil (U) anstelle des Nukleotids Thiamin (T).
- Beide mRNAs sind Messenger-mRNA-Typen, die für den Zellstoffwechsel und die Zellfunktion von großer Bedeutung sind.
Was ist der Unterschied zwischen monocistronischer und polycistronischer mRNA?
Monocistronische vs. polycistronische mRNA |
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| Monocistronische mRNA wird als monocistronisch bezeichnet, da sie die genetische Information eines einzelnen Proteins enthält. | Polycistronische mRNA wird als polycistronisch bezeichnet, da sie die genetische Information mehrerer Gene trägt, die in mehrere Proteine übersetzt werden. |
| Anzahl der kodierenden Proteine | |
| Monocistronische mRNA kodiert nur für ein Protein. | Polycistronische mRNA kodiert für mehr als ein Protein. |
| Anzahl der Initiierungs- und Beendigungskonditionen | |
| Monocistronische mRNA wird von einem einzelnen Gen (Cistron) transkribiert und hat ein Initiationscodon und ein Terminationscodon. | Polycistronische mRNA wird von mehr als einem Gen (Cistron) transkribiert und hat so viele Start- und Terminationscodons. |
| Anwesenheit von Eukaryoten und Prokaryoten | |
| Monocistronische mRNA ist in eukaryotischen Organismen wie im Menschen vorhanden. | Polycistronische mRNA kommt in prokaryotischen Organismen wie Bakterien und Archaeen vor. |
| Posttranskriptionell | |
| Monocistronische mRNA benötigt posttranskriptionelle Modifikationen. | Polycistronische mRNA braucht keine post-transkriptionale |
| Stabilität und Lebensdauer | |
| Monocistronische mRNA ist aufgrund posttranskriptioneller Modifikationen stabil und hat eine längere Lebensdauer. | Polycistronische mRNA ist aufgrund des Fehlens posttranskriptioneller Modifikationen instabil und hat eine kürzere Lebensdauer. |
| Anzahl des offenen Leserahmens (ORF) | |
| Monocistronische mRNA hat einen einzigen offenen Leserahmen (ORF). | Polycistronische mRNA trägt mehrere offene Leseraster (ORFs). |
Zusammenfassung – Monocistronische vs. polycistronische mRNA
Die Messenger-mRNA ist ein sehr wichtiges RNA-Molekül, das genetische Informationen trägt, die die entsprechende Polypeptidkette oder das entsprechende Protein produzieren können. Nach der von Watson und Crick vorgeschlagenen Theorie des zentralen Dogmas wird die reife mRNA später in ein Protein übersetzt, das eine bestimmte Funktion hat. Diese Proteine regulieren den Zellstoffwechsel und andere Funktionen. Das eukaryontische mRNA-Molekül ist monocistronisch, da es die codierende Sequenz nur für ein einzelnes Polypeptid enthält. Die prokaryotischen Individuen wie Bakterien und Archaea haben polycistronische mRNA. Diese mRNA enthält Transkripte mehrerer Gene eines bestimmten Stoffwechselprozesses. Dies ist der Unterschied zwischen monocistronischer und polycistronischer mRNA.
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