Prokarüootilise ja eukarüootse transkriptsiooni erinevus

võtme erinevus prokarüootilise ja eukarüootse transkriptsiooni vahel on see prokarüootne transkriptsioon toimub tsütoplasmas, eukarüootne transkriptsioon aga tuumas.

Rakus kannab DNA teavet põlvest põlve, kontrollides raku tegevust. Lisaks vastutab DNA kõigi valkude sünteesi eest, millel on rakus nii funktsionaalne kui ka struktuurne roll. Seetõttu kontrollib DNA selliseid valke sünteesides raku aktiivsust. Geeni, mis sisaldab valgu tootmiseks vajalikku geneetilist teavet, tuleks vastava valgu sünteesimiseks ekspresseerida. Geeniekspressioon toimub kahe peamise etapi kaudu, nimelt transkriptsioon ja translatsioon. Seega on transkriptsioon geeniekspressiooni esimene samm. Sellele järgneb tõlge. Transkriptsiooni ajal muundub DNA geneetiline teave mRNA-s kolmetäheliseks geneetiliseks koodjärjestuseks. Translatsiooni käigus muundatakse mRNA polüpeptiidide ahelaks.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on prokarüootiline transkriptsioon
3. Mis on eukarüootne transkriptsioon
4. Prokarüootse ja eukarüootse transkriptsiooni sarnasused
5. Kõrvuti võrdlus - prokarüootiline vs eukarüootiline transkriptsioon tabelina
6. Kokkuvõte

Mis on prokarüootiline transkriptsioon?

Prokarüootne transkriptsioon toimub tsütoplasmas. Samuti toimub see alati koos tõlkega. Prokarüootses rakus transkriptsioonil on neli etappi: sidumine, initsieerimine, pikenemine ja terminatsioon. RNA polümeraas on ensüüm, mis katalüüsib mRNA ahela sünteesi. RNA polümeraasi sidumine promootorjärjestusega on transkriptsiooni esimene samm. Bakterirakus eksisteerib ainult ühte tüüpi RNA polümeraas, mis sünteesib kõiki RNA klasse: mRNA, tRNA ja rRNA. RNA polümeraas leitud Escherichia coli (E coli) koosneb kahest α alaühikust ja kahest β alaühikust ning sigma faktorist.

Joonis 01: Prokarüootne transkriptsioon

Kui see sigmafaktor seostub DNA promootorjärjestusega, mille tulemuseks on DNA kahekordse spiraali kerimine, toimub initsieerimine. Kasutades matriitsina ühte DNA ahelat, sünteesib RNA polümeraas RNA ahelat, mis liigub piki DNA ahelat, keerates spiraali 5 'kuni 3' suunas. Seega kasvab pikendamise etapis see RNA ahel 5'st 3 '-ni, moodustades lühikese hübriidi DNA ahelaga. Kui terminatsioonijärjestus kohtub, lakkab mRNA järjestuse pikenemine. Prokarüootides on terminatsiooni kahte tüüpi; tegurist sõltuv ja sisemine lõpetamine. Faktorist sõltuv terminatsioonivajadus vajab Rho faktorit ja sisemine terminatsioon toimub siis, kui mall sisaldab pärast mitut uratsiili alust 3 'otsa lähedal lühikest GC-rikka järjestust.

Mis on eukarüootne transkriptsioon?

Tuumas toimub eukarüootne transkriptsioon. Sarnaselt prokarüootilise transkriptsiooniga toimub ka eukarüootne transkriptsioon nelja etapi kaudu, st sidumine, initsieerimine, pikendamine ja lõpetamine. Kuid eukarüootne transkriptsioon on keerukam kui prokarüootne transkriptsioon.

Eukarüootses rakus esinevad kolme erinevat tüüpi RNA polümeraasid; need on nimelt RNA pol I, II ja III ning erinevad oma asukoha ja sünteesitava RNA tüübi poolest. RNA polümeraas seostub transkriptsioonifaktorite abil promootori piirkonna DNA-ga. Kui DNA spiraal lõheneb üksikuteks ahelateks, katalüüsib RNA polümeraas mRNA järjestuse sünteesi matriitsist ahelast. See RNA ahel kasvab 5'st 3 'moodustades lühikese hübriidi DNA ahelaga ja seda nimetatakse pikenemiseks. Pikendamine peatatakse spetsiaalse jada, mida nimetatakse terminaalsignaaliks, transkriptsiooniga. Lõpetamist kontrollivad mitmesugused signaalid, mis varieeruvad sõltuvalt ensüümist.

Joonis 02: eukarüootne transkriptsioon

Pealegi on transkriptsioonist tulenev algne RNA järjestus enneaegne RNA järjestus. See sisaldab rämpsjärjestusi. Seega toimuvad enne translatsiooni küpsed mRNA saamiseks mõned modifikatsioonid. Need modifikatsioonid hõlmavad RNA splaissimist, 5'-katmist, 3'-adenüülimist jne. Kui modifikatsioonid toimuvad, rändab mRNA järjestus tsütoplasmasse. Erinevalt prokarüootidest ei toimu eukarüootne transkriptsioon samaaegselt translatsiooniga.

Millised on sarnasused prokarüootilise ja eukarüootse transkriptsiooni vahel?

• Nii prokarüootsed kui ka eukarüootsed transkriptsioonid järgivad sama mehhanismi.
• Samuti on mõlemal sarnased sammud.
• Mõlema protsessi lõpus toodetakse mRNA.
• Lisaks katalüüsib RNA polümeraas mõlemat transkriptsiooniprotsessi.
• Lisaks kasutavad mõlemad protsessid mRNA järjestuse saamiseks DNA matriitsi.

Mis vahe on prokarüootilisel ja eukarüootsel transkriptsioonil?

Prokarüootne transkriptsioon toimub tsütoplasmas. Teisest küljest toimub tuumas eukarüootne transkriptsioon. See on peamine erinevus prokarüootilise ja eukarüootse transkriptsiooni vahel. Lisaks tekitab prokarüootne transkriptsioon polütsistroonilist mRNA, eukarüootne transkriptsioon aga monokistroonilist mRNA. Seega on see erinevus ka prokarüootilise ja eukarüootse transkriptsiooni vahel. Veel üks erinevus prokarüootilise ja eukarüootse transkriptsiooni vahel on see, et prokarüootne transkriptsioon hõlmab ühte tüüpi RNA polümeraasi, samas kui eukarüootne transkriptsioon hõlmab kolme tüüpi RNA polümeraase.

Veel üks erinevus prokarüootilise ja eukarüootse transkriptsiooni vahel on see, et transkriptsioon ja translatsioon on ühendatud prokarüootides, samal ajal kui nad pole eukarüootides ühendatud. Lisaks ei toimu prokarüootides post-transkriptsioonilisi modifikatsioone, samas kui eukarüootides toimub post-transkriptsiooniline modifikatsioon. Seega on see erinevus ka prokarüootilise ja eukarüootse transkriptsiooni vahel.

Allpool infograafik prokarüootse ja eukarüootse transkriptsiooni erinevuste kohta pakub lisateavet erinevuste kohta.

Kokkuvõte - prokarüootiline vs eukarüootiline transkriptsioon

Transkriptsioon on geeniekspressiooni esimene samm, millele järgneb translatsioon. Ehkki transkriptsiooni mehhanism on prokarüootides ja eukarüootides sama, on nende vahel mitmeid erinevusi. Prokarüootilise ja eukarüootse transkriptsiooni peamine erinevus on see, et prokarüootne transkriptsioon toimub tsütoplasmas, eukarüootne transkriptsioon aga tuumas. Lisaks hõlmab prokarüootne transkriptsioon ainult ühte RNA polümeraasi, samas kui eukarüootne transkriptsioon hõlmab kolme tüüpi RNA polümeraase. Veelgi enam, prokarüootide mRNA järjestus on polütsistroonne, eukarüootides aga mRNA järjestus on monotsistroniline. Ja mitte ainult, et eukarüootides toimuvad transkriptsioonijärgsed modifikatsioonid, prokarüootides aga mitte. See on kokkuvõte prokarüootse ja eukarüootse transkriptsiooni erinevusest.

Viide:

1. Cooper, Geoffrey M. “Transkriptsioon prokarüootides”. Praegune neuroloogia ja neuroteaduse aruanne., USA Riiklik Meditsiiniraamatukogu, 1. jaanuar 1970. Saadaval siin  
2. “Eukarüootne transkriptsioon.” Vikipeedia, Wikimedia Foundation, 17. jaanuar 2019. Saadaval siin  

Pilt viisakalt:

1. Baktervalkude süntees Joan L. Slonczewski, John W. Foster - Mikrobioloogia: arenev teadus (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedia kaudu  
2. „Eukarüootiline transkriptsioon” - autor Frank Starmer (CC BY 1.0) Commons Wikimedia kaudu