Proteinsynthese bei Prokaryoten vs. Eukaryoten
Die Proteinsynthese hat ihre Schritte in einer sehr stark sequenzierten Weise innerhalb jeder Zelle des gesamten biologischen Wortes, aber es gibt kleine Identitäten in jeder. Es gibt jedoch ernsthaft beträchtliche Unterschiede zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Proteinsynthesewegen, obwohl das Endergebnis in beiden Fällen immer ein Protein ist. Die Bestandteile der beiden Zelltypen könnten der Hauptgrund dafür sein, dass sich diese voneinander unterscheiden. Die Hauptschritte der Transkription, RNA-Verarbeitung und Translation sind jedoch bei Prokaryoten und Eukaryoten gleich. In diesem Artikel wird ein allgemeiner Bericht über die Proteinsynthese vorgestellt, gefolgt von leicht verständlichen Diskussionen über die wichtigsten beträchtlichen Unterschiede zwischen ihnen.
Proteinsynthese
Proteinsynthese ist ein biologischer Prozess, der in den Zellen von Organismen in drei Hauptschritten stattfindet, die als Transkription, RNA-Verarbeitung und Translation bekannt sind. Im Transkriptionsschritt wird die Nukleotidsequenz des Gens im DNA-Strang in RNA transkribiert. Dieser erste Schritt ist der DNA-Replikation sehr ähnlich, außer dass das Ergebnis ein Strang auf RNA in der Proteinsynthese ist. Der DNA-Strang wird mit dem DNA-Helikase-Enzym abgebaut, die RNA-Polymerase wird an der spezifischen Stelle des Starts des als Promotor bekannten Gens angebracht, und der RNA-Strang wird entlang des Gens synthetisiert. Dieser neu gebildete RNA-Strang ist als Boten-RNA (mRNA) bekannt.
Der mRNA-Strang bringt die Nukleotidsequenz zu den Ribosomen für die RNA-Verarbeitung. Spezifische tRNA-Moleküle (Transfer-RNA) erkennen die relevanten Aminosäuren im Zytoplasma. 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. Dieser letzte Schritt wird als Übersetzung bezeichnet; tatsächlich findet hier die eigentliche Proteinsynthese statt.
Die Form des Proteins wird durch die verschiedenen Arten von Aminosäuren in der Kette bestimmt, die an tRNA-Moleküle angehängt wurden, aber tRNA sind spezifisch für die mRNA-Sequenz. Somit ist klar, dass die Proteinmoleküle die im DNA-Molekül gespeicherte Information abbilden. Die Proteinsynthese könnte jedoch auch von einem RNA-Strang initiiert werden.
Was ist der Unterschied zwischen der Proteinsynthese bei Prokaryoten und Eukaryoten?
• Während der Transkriptionsschritt stattfindet, sind die Ribosomen in der Lage, sich mit dem sich bildenden mRNA-Strang in Prokaryoten zu assoziieren, da sie keine Kernhülle haben, um die Nukleinsäuren einzuschließen. Allerdings kann mRNA mit den Ribosomen assoziieren, nachdem der Strang in Eukaryoten aus dem Zellkern herausbewegt wurde.
• Damit wird deutlich, dass bei Prokaryoten der Translationsschritt des Prozesses bereits begonnen hat, bevor die Transkription abgeschlossen ist, während bei Eukaryoten beide Schritte weit auseinander liegen. Mit anderen Worten, die RNA-Verarbeitung findet nicht bei der prokaryotischen Synthese statt, wohl aber beim eukaryotischen Prozess.
• Nur ein Gen wird in einem vollständigen Prozess der Proteinsynthese in Eukaryoten exprimiert, während bei der bakteriellen (prokaryotischen) Proteinsynthese oft mehrere Gene aus einem mRNA-Strang exprimiert werden. Mit anderen Worten, geclusterte Gene (bekannt als Operons) können von Prokaryoten exprimiert werden, aber nicht von Eukaryoten.
• Es gibt nichtkodierende DNA-Sequenzen in eukaryotischen Nukleinsäuren, die als Introns bekannt sind, aber nicht in Prokaryoten. Die mRNA in Eukaryoten entfernt die Introns aus ihrem Strang, bevor sie den Zellkern verlässt, was im Gegensatz zur einfachen Bildung eines mRNA-Strangs in Prokaryoten steht.
