Was ist der Unterschied zwischen der prokaryotischen und der eukaryotischen Genexpression?

Das Hauptunterschied zwischen prokaryotischer und eukaryotischer Genexpression ist das Die gesamte prokaryotische Genexpression findet im Zytoplasma statt, während ein Teil der eukaryotischen Genexpression innerhalb des Zellkerns stattfindet, während der Rest im Zytoplasma auftritt. Darüber hinaus erfolgt die Regulierung der prokaryotischen Genexpression hauptsächlich auf transkriptioneller Ebene, während die Regulierung der eukaryontischen Genexpression in verschiedenen Genexpressionsstufen erfolgt, die durch die Kompartimentierung der Genexpression erleichtert werden.

Prokaryotische und eukaryotische Genexpression sind zwei Prozesse, die an der Transkription von Genen beteiligt sind, indem sie mRNAs produzieren und mRNA in funktionelle Proteine ​​übersetzen.

Wichtige Bereiche

1. Was ist prokaryotische Genexpression?
     - Definition, Prozess, Regulierung
2. Was ist die eukaryotische Genexpression?
     - Definition, Prozess, Regulierung
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen prokaryotischer und eukaryotischer Genexpression?
     - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen der prokaryotischen und der eukaryotischen Genexpression?
     - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe

Eukaryotische Genexpression, Prokaryotische Genexpression, Regulation der Genexpression, Transkription, Translation

Was ist prokaryotische Genexpression?

Prokaryotische Genexpression ist der Prozess der Herstellung eines Genprodukts basierend auf den Informationen in prokaryotischen Genen. Die zwei Hauptschritte der prokaryotischen Genexpression sind Transkription und Translation. Die hauptsächliche Bedeutung der prokaryotischen Genexpression besteht auch darin, dass ihre Transkription im Zytoplasma erfolgt. Dies ist auf das Fehlen eines Zellkerns in prokaryotischen Zellen zurückzuführen. In Prokaryoten ist ein einzelner RNA-Polymerase-Typ für die Transkription verantwortlich. Es erfordert den Sigma-Faktor und eine spezifische DNA-Sequenz, die als Pribnow-Box bezeichnet wird, um die Transkription zu starten.

Abbildung 1: Prokaryotische Genstruktur

Auf der anderen Seite treten Gene in Prokaryoten in Operonen auf, bei denen es sich um Cluster funktional funktioneller Gene handelt. Einige Beispiele für Operons sind Lac Operon und Trp Operon. Daher werden Gene in einem Operon gemeinsam transkribiert und bilden ein polycistronisches mRNA-Molekül. Außerdem ist die prokaryotische Transkription immer mit der Translation gekoppelt, da beide im Zytoplasma vorkommen. Daher wird das Primärtranskript leicht für die Translation verwendet, deren Transkription noch andauert. 70S-Ribosomen sind für die Translation der prokaryotischen polycistronischen mRNA verantwortlich. Am wichtigsten ist, dass die Regulierung der prokaryotischen Genexpression auf transkriptioneller Ebene erfolgt, indem entweder das Transkriptionsniveau erhöht oder verringert wird.

Was ist die eukaryotische Genexpression?

Eukaryontische Genexpression ist der Prozess der Herstellung von Genprodukten basierend auf den Informationen in den eukaryotischen Genen. Es geschieht auch durch Transkription und Übersetzung. Da hier eukaryotische DNA im Zellkern vorkommt, erfolgt die Transkription auch im Zellkern. Drei RNA-Polymerasen sind für die Transkription verschiedener Arten von RNAs verantwortlich: RNA-Polymerase 1, die rRNA synthetisiert, RNA-Polymerase 2, die mRNA synthetisiert, und RNA-Polymerase 3, die tRNA synthetisiert. Darüber hinaus steht jedes eukaryotische Gen unter der Kontrolle eines einzelnen Promotors. Daher erzeugt die Transkription eine monocistronische mRNA.

2: Prokaryotische und eukaryotische Genexpression

Andererseits wird das Primärtranskript der mRNA nach der Transkription modifiziert, einschließlich der Zugabe einer 5'-Kappe und eines 3'-Poly-A-Schwanzes. Darüber hinaus werden die Introns, die die proteinkodierende Region der eukaryontischen mRNA unterbrechen, in einem als RNA-Splicing bezeichneten Prozess herausgespleißt. Das ultimative mRNA-Molekül ist die reife mRNA, die den Zellkern zum Zytoplasma verlässt und für die Translation bereit ist. 80S-Ribosomen sind für die Translation der eukaryotischen mRNA verantwortlich.

Ähnlichkeiten zwischen prokaryotischer und eukaryotischer Genexpression

• Prokaryotische und eukaryotische Genexpression sind die Prozesse, die auf der Grundlage der von Genen codierten Informationen für die Produktion eines funktionellen Proteins verantwortlich sind.
• Beide Prozesse laufen auch durch Transkription und Translation ab.
• Darüber hinaus erfolgt die Übersetzung sowohl in Prokaryoten als auch in Eukaryoten im Zytoplasma.
• Sowohl die prokaryotische als auch die eukaryotische Genexpression weisen posttranslationale Modifikationen auf, einschließlich Phosphorylierung, Acetylierung usw.

Unterschied zwischen prokaryotischer und eukaryotischer Genexpression

Definition

Prokaryotische Genexpression bezieht sich auf den Prozess, bei dem Informationen aus den prokaryotischen Genen bei der Synthese eines funktionellen Genprodukts verwendet werden, während sich eukaryotische Genexpression auf den Prozess bezieht, bei dem Informationen aus eukaryotischen Genen bei der Synthese eines funktionellen Genprodukts verwendet werden.

Räumliche Trennung

Die prokaryotische Genexpression erfolgt im Zytoplasma. Die Transkription der eukaryotischen Genexpression erfolgt jedoch im Zellkern und die Translation im Zytoplasma. Daher ist dies ein Hauptunterschied zwischen der prokaryotischen und eukaryontischen Genexpression.

Zeitliche Trennung

Ein weiterer Unterschied zwischen der prokaryotischen und der eukaryotischen Genexpression besteht darin, dass die Transkription und die Translation gleichzeitig während der prokaryotischen Genexpression stattfinden, während die Transkription und die Translation zeitlich bei der eukaryotischen Genexpression getrennt werden.

Epigenetische Faktoren

Darüber hinaus ist prokaryotische DNA nicht permanent kondensiert, während eukaryotische DNA einen stabilen, kondensierten Komplex mit Histonen bildet. 

Fördererelemente

Prokaryoten enthalten drei Promotorelemente: eines ist stromaufwärts des Gens, das zweite sind 10 Nukleotide stromabwärts davon und das dritte sind 35 Nukleotide stromabwärts davon, während Eukaryoten einen viel größeren Satz von Promotorelementen enthalten, einschließlich der TATA-Box. Dies ist also ein weiterer Unterschied zwischen der prokaryotischen und der eukaryontischen Genexpression.

Transkriptionsinitiationsfaktoren

Darüber hinaus sammeln sich die Transkriptionsinitiationsfaktoren von Prokaryoten nicht mit dem Initiationskomplex, während sich die Transkriptionsinitiationsfaktoren von Eukaryoten mit dem Initiationskomplex verbinden.

Leserahmen öffnen

Introns unterbrechen den offenen Leserahmen der prokaryotischen Gene nicht, während Introns den offenen Leserahmen der eukaryotischen Gene unterbrechen.

RNA-Polymerase

Ein weiterer Unterschied zwischen der prokaryotischen und der eukaryotischen Genexpression besteht darin, dass die prokaryontische Genexpression mit einem einzigen Typ von RNA-Polymerase ausgestattet ist, während drei RNA-Polymerasen bei der eukaryotischen Genexpression verwendet werden.

Gene

Darüber hinaus treten mehrere funktionell verwandte Gene in Clustern auf, die in Prokaryoten als Operonen bezeichnet werden, während eukaryotische Gene einzeln auftreten.

Art der mRNA

Die prokaryotische Genexpression führt auch zu polycistronischer mRNA, während die eukaryontische Genexpression zu monocistronischer mRNA führt. Dies ist ein weiterer Unterschied zwischen der prokaryotischen und der eukaryontischen Genexpression.

Posttranskriptionelle Änderungen

Ein weiterer Unterschied zwischen der prokaryotischen und der eukaryotischen Genexpression besteht darin, dass die prokaryontische Genexpression keine posttranskriptionellen Modifikationen umfasst, während die eukaryontische Genexpression posttranskriptionelle Modifikationen umfasst.

Ribosomen

Ein weiterer Unterschied zwischen der prokaryotischen und der eukaryontischen Genexpression besteht darin, dass die Prokaryoten 70S-Ribosomen enthalten, während Eukaryoten 80S-Ribosomen enthalten.

Regulation der Genexpression

Außerdem erfolgt die Regulierung der prokaryotischen Genexpression auf transkriptioneller Ebene, während die Regulierung der eukaryontischen Genexpression auf epigenetischer Ebene, transkriptioneller Ebene, posttranskriptioneller Ebene, translationaler Ebene und posttranslationaler Ebene erfolgen kann.

Fazit

Die prokaryotische Genexpression findet vollständig im Zytoplasma statt und wird auf transkriptioneller Ebene kontrolliert. Seine Transkription paart sich mit der Übersetzung. Bei der eukaryotischen Genexpression erfolgt die Transkription innerhalb des Zellkerns, während die Translation im Zytoplasma erfolgt. Zwischen der Transkription und der Translation durchläuft das primäre mRNA-Transkript in Eukaryoten posttranskriptionelle Modifikationen. Der Hauptunterschied zwischen der prokaryotischen und der eukaryotischen Genexpression besteht in der Lokalisierung und Kopplung von Transkription und Translation.

Referenz:

1. "Biologie für Majors I." Lumen, Lumen Waymaker, hier erhältlich

Bildhöflichkeit:

1. “Genstruktur Prokaryont 2 kommentiert” von Thomas Shafee - Shafee T, Lowe R (2017). "Eukaryotische und prokaryotische Genstruktur". WikiJournal of Medicine 4 (1). DOI: 10.15347 / wjm / 2017.002. ISSN 20024436. (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia  
2. "Regulation der Genexpression" - OpenStax CNX (CC BY 4.0) über OpenStax College