Genexpression bei Prokaryoten vs. Eukaryoten
Die Genexpression ist ein wesentlicher Prozess, der sowohl in Prokaryoten als auch in Eukaryoten stattfindet. Trotz der Tatsache, dass die Ergebnisse bei Eukaryoten und Prokaryoten gleich sind, gibt es beträchtliche Unterschiede zwischen ihnen. Die Genexpression wird allgemein diskutiert, und die Unterschiede zwischen den prokaryotischen und eukaryotischen Prozessen werden in diesem Artikel besonders hervorgehoben.
Genexpression
Wenn die Information eines Gens in strukturelle Formen umgewandelt wird, spricht man von einer Expression des jeweiligen Gens. Die Genexpression ist ein Prozess, der biologisch wichtige Moleküle herstellt, und dies sind normalerweise Makromoleküle. Gene werden meist in Form von Proteinen exprimiert, aber auch RNA ist ein Produkt dieses Prozesses. Es könnte keine Lebensform geben, ohne dass der Genexpressionsprozess stattfindet.
Bei der Genexpression gibt es drei Hauptschritte, die als Transkription, RNA-Prozessierung und Translation bekannt sind. Die Proteinmodifikation nach der Translation und die Reifung nichtkodierender RNA sind einige der anderen Prozesse, die an der Genexpression beteiligt sind. Im Transkriptionsschritt wird die Nukleotidsequenz des Gens im DNA-Strang in RNA transkribiert, nachdem der DNA-Strang mit dem DNA-Helikase-Enzym abgebaut wurde. Der neu gebildete RNA-Strang (die mRNA) wird neu gebildet, indem die nichtkodierenden Sequenzen entfernt und die Nukleotidsequenz des Gens zu den Ribosomen gebracht wird. Es gibt spezifische tRNA (Transfer-RNA)-Moleküle, die die relevanten Aminosäuren im Zytoplasma erkennen. Danach werden tRNA-Moleküle an die spezifischen Aminosäuren angehängt. In jedem tRNA-Molekül gibt es eine Sequenz von drei Nukleotiden. Ein Ribosom im Zytoplasma wird an den mRNA-Strang angehängt und das Startcodon (der Promotor) wird identifiziert. Die tRNA-Moleküle mit den entsprechenden Nukleotiden für die mRNA-Sequenz werden in die große Untereinheit des Ribosoms verschoben. Wenn die tRNA-Moleküle zum Ribosom gelangen, wird die entsprechende Aminosäure über eine Peptidbindung mit der nächsten Aminosäure in der Sequenz verbunden. Diese Peptidbindung setzt sich fort, bis das letzte Codon am Ribosom abgelesen wird. Basierend auf der Abfolge der Aminosäuren in der Proteinkette variieren Form und Funktion für jedes Proteinmolekül. Diese Form und Funktion sind Ergebnisse der Nukleotidsequenz im DNA-Molekül. Somit wird deutlich, dass unterschiedliche Gene unterschiedliche Proteine mit unterschiedlichen Formen und Funktionen kodieren.
Was ist der Unterschied zwischen der Genexpression in Prokaryoten und Eukaryoten?
• Da Prokaryoten keine Kernhülle haben, können die Ribosomen mit der Synthese des Proteins beginnen, wenn der mRNA-Strang gebildet wird. Dies steht in starkem Kontrast zum eukaryotischen Prozess, bei dem der mRNA-Strang in das Zytoplasma transportiert werden muss, damit sich Ribosomen daran binden können. Darüber hinaus beträgt die Anzahl der Hauptschritte bei der prokaryotischen Genexpression zwei, während es beim eukaryotischen Prozess drei Hauptschritte gibt.
• Es gibt Intron-Sequenzen in eukaryontischer DNA, so dass der mRNA-Strang diese auch haben wird. Daher muss das RNA-Spleißen stattfinden, bevor der mRNA-Strang im Zellkern von Eukaryoten fertiggestellt wird. In Prokaryoten gibt es jedoch keinen RNA-Verarbeitungsschritt, da in ihrem genetischen Material keine Introns vorhanden sind.
• Die Möglichkeit, geclusterte Gene (bekannt als Operons) gleichzeitig zu exprimieren, ist im prokaryotischen Prozess vorhanden. In Eukaryoten wird jedoch nur einer auf einmal exprimiert, und der nachfolgende mRNA-Strang wird nach der Expression ebenfalls abgebaut.
