Prokarüootses ja eukarüootses valkude sünteesi erinevus

Prokarüootide ja eukarüootide valkude süntees

Valgu sünteesi etapid on väga bioloogilise sõna igas rakus ülitäpselt järjestatud, kuid igas neist on väikesed identsused. Prokarüootsete ja eukarüootsete valkude sünteesiradade vahel on siiski tõsiseid erinevusi, hoolimata sellest, et lõpptulemus on mõlemal juhul alati valk. Mõlemat tüüpi rakkude komponendid võivad olla peamine põhjus, miks need erinevad üksteisest. Transkriptsiooni, RNA töötlemise ja translatsiooni põhietapid on siiski ühesugused nii prokarüootides kui ka eukarüootides. Selles artiklis on esitatud valkude sünteesi üldine ülevaade, millele järgneb hõlpsasti kokkuvõtlik arutelu peamiste oluliste erinevuste vahel omavahel.

Valkude süntees

Valgu süntees on bioloogiline protsess, mis toimub organismide rakkudes kolmes peamises etapis: transkriptsioon, RNA töötlemine ja translatsioon. Transkriptsiooni etapis transkribeeritakse DNA ahelas oleva geeni nukleotiidjärjestus RNA-ks. See esimene samm on väga sarnane DNA replikatsiooniga, välja arvatud see, et tulemuseks on RNA ahel valkude sünteesil. DNA-ahel, mis demonteeritakse DNA-helikaasensüümiga, kinnitatakse RNA polümeraas promootorina tuntud geeni konkreetses alguspunktis ja RNA-ahel sünteesitakse mööda geeni. Seda äsja moodustatud RNA ahelat nimetatakse messenger RNA-na (mRNA).

MRNA ahel viib nukleotiidijärjestuse RNA töötlemiseks ribosoomidesse. Spetsiifilised tRNA (ülekande RNA) molekulid tunnevad ära olulised aminohapped tsütoplasmas. Pärast seda kinnitatakse tRNA molekulid spetsiifiliste aminohapete külge. Igas tRNA molekulis on kolme nukleotiidi järjestus. MRNA ahela külge kinnitatakse tsütoplasmas olev ribosoom ja identifitseeritakse lähtekoodon (promootor). MRNA järjestuse vastavate nukleotiididega tRNA molekulid viiakse ribosoomi suures alaühikus. Kui tRNA molekulid jõuavad ribosoomi, on vastav aminohape seotud järgmise aminohappega järjestuses peptiidsideme kaudu. Seda viimast sammu tuntakse tõlkena; tõepoolest, siin toimub tegelik valkude süntees.

Valgu kuju määratakse ahelas olevate eri tüüpi aminohapete kaudu, mis olid seotud tRNA molekulidega, kuid tRNA on spetsiifiline mRNA järjestuse suhtes. Seega on selge, et valgumolekulid kujutavad DNA-molekulis talletatud teavet. Kuid valgu sünteesi saab algatada ka RNA ahelast.

Mis vahe on prokarüootilisel ja eukarüootsel valgu sünteesil?

• Kuna transkriptsiooni etapp toimub, on ribosoomid võimelised assotsieeruma prokarüootides moodustuva mRNA ahelaga, kuna neil pole nukleiinhapete ümbritsemiseks tuumaümbrist. Kuid mRNA võib seostada ribosoomidega pärast ahela tuumast välja viimist eukarüootides.

• Seetõttu saab selgeks, et protsessi tõlkimisetapp on juba alanud enne, kui prokarüootides transkriptsioon on lõpule jõudnud, samal ajal kui kaks etappi toimuvad eukarüootides kaugel. Teisisõnu, RNA töötlemine ei toimu prokarüootses sünteesis, vaid toimub eukarüootses protsessis.

• Eukarüootides toimub täielik valkude sünteesi protsess ainult ühe geeni ekspresseerimisel, samal ajal kui bakteri (prokarüootse) valgu sünteesil on ühest mRNA ahelast sageli mitu geeni. Teisisõnu, rühmitatud geene (tuntud kui Operonid) saab ekspresseerida prokarüootide abil, kuid mitte eukarüootid.

• Introniteks tuntud eukarüootsetes nukleiinhapetes on mittekodeerivad DNA järjestused, kuid mitte prokarüootides. Eukarüootides olev mRNA eemaldab introneid oma ahelast enne tuumast lahkumist, mis on vastupidine mRNA ahela moodustumisele prokarüootides.