Η βασική διαφορά μεταξύ γονιδιακής έκφρασης και γονιδιακής ρύθμισης είναι ότι η γονιδιακή έκφραση είναι μια διαδικασία που παράγει μια λειτουργική πρωτεΐνη ή RNA από τις γενετικές πληροφορίες που κρύβονται σε ένα γονίδιο, ενώ η γονιδιακή ρύθμιση είναι η διαδικασία που προκαλεί ή καταστέλλει την έκφραση ενός γονίδιο.
Ένα γονίδιο είναι ένα συγκεκριμένο θραύσμα DNA που βρίσκεται σε ένα χρωμόσωμα. Αποτελείται από εσώνια, που είναι μη κωδικοποιητικές αλληλουχίες, και εξόνια, που είναι κωδικεύουσες αλληλουχίες. Τα γονίδια υφίστανται έκφραση μέσω δύο βασικών σταδίων προκειμένου να παραχθούν πρωτεΐνες. Η ειδική σειρά των νουκλεοτιδίων καθορίζει την πρωτεΐνη που προκύπτει. Ως εκ τούτου, είναι πολύ σημαντικό να εκφράζονται και να ρυθμίζονται τα γονίδια για να αποτραπεί η παραγωγή περιττών πρωτεϊνών που μπορεί να προκαλέσουν διάφορα προβλήματα, συμπεριλαμβανομένων γενετικών διαταραχών, συνδρόμων κ.λπ. Ως εκ τούτου, η γονιδιακή έκφραση και η γονιδιακή ρύθμιση είναι δύο εξαιρετικά σημαντικές διαδικασίες που συμβαίνουν στους ζωντανούς οργανισμούς. Ωστόσο, καμία από αυτές τις διαδικασίες δεν λαμβάνει χώρα χωριστά. και οι δύο διαδικασίες συμβαίνουν ταυτόχρονα.
Τι είναι η γονιδιακή έκφραση;
Γονιδιακή έκφραση είναι η διαδικασία μετατροπής της γενετικής πληροφορίας που κρύβεται σε ένα γονίδιο σε πρωτεΐνη. Είναι η διαδικασία που κάνει τα βιολογικά σημαντικά μόρια, και είναι συνήθως μακρομόρια, ειδικά πρωτεΐνες. Ωστόσο, το RNA είναι επίσης προϊόν γονιδιακής έκφρασης. Στην πραγματικότητα, δεν μπορεί να υπάρξει μορφή ζωής χωρίς γονιδιακή έκφραση. Υπάρχουν δύο βασικά στάδια γονιδιακής έκφρασης. Είναι μεταγραφή και μετάφραση. Η επεξεργασία του RNA λαμβάνει χώρα επίσης μεταξύ αυτών των δύο διεργασιών. Όχι μόνο αυτό, πολλές άλλες διεργασίες, όπως η τροποποίηση πρωτεΐνης μετά τις μεταφράσεις και η ωρίμανση του μη κωδικοποιητικού RNA, κ.λπ. λαμβάνουν χώρα επίσης κατά τη διάρκεια της γονιδιακής έκφρασης.
Εικόνα 01: Έκφραση γονιδίου
Η μεταγραφή είναι το πρώτο βήμα της γονιδιακής έκφρασης. αυτό παράγει μια αλληλουχία mRNA από τις γενετικές πληροφορίες στην κωδικοποιητική αλληλουχία του γονιδίου. Στη συνέχεια, η παραγόμενη αλληλουχία mRNA υφίσταται επεξεργασία προκειμένου να αφαιρεθούν οι μη κωδικοποιητικές αλληλουχίες. Μετά την επεξεργασία του μορίου mRNA, φεύγει από τον πυρήνα και φτάνει στα ριβοσώματα στο κυτταρόπλασμα. Το δεύτερο βήμα μετάφρασης ξεκινά από τα ριβοσώματα. Υπάρχουν συγκεκριμένα μόρια tRNA (transfer RNA) που αναγνωρίζουν τα σχετικά αμινοξέα στο κυτταρόπλασμα. Με τη βοήθεια του rRNA και του tRNA, η αλληλουχία mRNA μετασχηματίζεται σε μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη στο τέλος της γονιδιακής έκφρασης.
Τι είναι ο Γονιδιακός Κανονισμός;
Γονιδιακή ρύθμιση είναι η διαδικασία ελέγχου της γονιδιακής έκφρασης. Είναι μια ζωτικής σημασίας διαδικασία για τον έλεγχο των εξαιρετικά πολύπλοκων πληροφοριών DNA ενός οργανισμού. Θα ήταν εκπληκτικό να γνωρίζουμε ότι σχεδόν το 97% των αλληλουχιών του ανθρώπινου DNA είναι μη κωδικοποιητικές αλληλουχίες. Με άλλα λόγια, η μεγάλη πλειοψηφία του ανθρώπινου γονιδιώματος περιλαμβάνει αλληλουχίες που δεν είναι γονίδια. Όλες αυτές οι (τουλάχιστον οι περισσότερες) μη κωδικοποιητικές αλληλουχίες πιστεύεται ότι λειτουργούν στη διαδικασία γονιδιακής ρύθμισης. Τα εσώνια είναι το κύριο συστατικό σε μη κωδικοποιητικές αλληλουχίες ενώ τα εξόνια κωδικοποιούν τις πρωτεΐνες.
Εικόνα 02: Γονιδιακός κανονισμός
Η ρύθμιση των γονιδίων έχει τις κύριες λειτουργίες της στον έλεγχο της ακρίβειας και της ταχύτητας της γονιδιακής έκφρασης γενικά και ορισμένων άλλων λειτουργιών ειδικότερα. Η ρύθμιση της έκφρασης του γονιδίου λαμβάνει χώρα κυρίως κατά τη μεταγραφή, το μάτισμα RNA, τη μεταφορά RNA, τη μετάφραση και την αποδόμηση του mRNA. Ωστόσο, άλλες διεργασίες όπως η πρόκληση εκφράσεων ενζύμων, η πρόκληση πρωτεϊνών θερμικού σοκ και το οπερόνιο lac (μεταφορά και μεταβολισμός της λακτόζης) είναι άλλες σημαντικές πτυχές της γονιδιακής ρύθμισης. Επιπλέον, θα ήταν σημαντικό να δηλωθεί ότι είναι η γονιδιακή ρύθμιση που παρέχει τη βάση για την τροποποίηση της ευελιξίας των κυττάρων μέσω της κυτταρικής διαφοροποίησης μέσω επαγωγής ή αναστολής εκφράσεων γονιδίων.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της γονιδιακής έκφρασης και της γονιδιακής ρύθμισης;
- Η γονιδιακή έκφραση και η γονιδιακή ρύθμιση είναι δύο σημαντικές διαδικασίες που συμβαίνουν στους ζωντανούς οργανισμούς.
- Και οι δύο διαδικασίες διασφαλίζουν την παραγωγή των σωστών πρωτεϊνών.
- Επίσης, είναι ζωτικής σημασίας για τη μετάδοση των σωστών γενετικών πληροφοριών από τους γονείς στους απογόνους.
- Επιπλέον, και οι δύο διαδικασίες πραγματοποιούνται ταυτόχρονα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της γονιδιακής έκφρασης και της γονιδιακής ρύθμισης;
Γονιδιακή έκφραση είναι η διαδικασία σύνθεσης των βιολογικά λειτουργικών μακρομορίων από γονίδια, ενώ η γονιδιακή ρύθμιση διασφαλίζει ότι τίποτα δεν πάει στραβά στη διαδικασία έκφρασης. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ της γονιδιακής έκφρασης και της γονιδιακής ρύθμισης. Επιπλέον, μια περαιτέρω διαφορά μεταξύ γονιδιακής έκφρασης και γονιδιακής ρύθμισης είναι ότι η γονιδιακή έκφραση λαμβάνει χώρα μέσω μεταγραφής και μετάφρασης, ενώ η γονιδιακή ρύθμιση λαμβάνει χώρα μέσω της ρύθμισης των τομέων χρωματίνης, της μεταγραφής, της μετα-μεταγραφικής τροποποίησης, της μεταφοράς RNA, της μετάφρασης και της αποικοδόμησης mRNA.
Το παρακάτω infographic δείχνει περισσότερη περιγραφή σχετικά με τη διαφορά μεταξύ γονιδιακής έκφρασης και γονιδιακής ρύθμισης.
Σύνοψη – Έκφραση γονιδίων έναντι Κανονισμού Γονιδίων
Γονιδιακή έκφραση είναι η διαδικασία που μετατρέπει τη γενετική πληροφορία ενός γονιδίου σε μια λειτουργική πρωτεΐνη ή RNA ενώ η γονιδιακή ρύθμιση είναι η διαδικασία που ελέγχει την έκφραση των γονιδίων. Στην πραγματικότητα, η γονιδιακή έκφραση είναι η κύρια διαδικασία ενώ η γονιδιακή ρύθμιση είναι ένα ουσιαστικό στοιχείο ελέγχου. Επιπλέον, η γονιδιακή έκφραση υπόκειται σε όλες τις σχετικές διαδικασίες της γονιδιακής ρύθμισης όπως ο χρονισμός, ο έλεγχος της ταχύτητας, η αναστολή και η επαγωγή. Τόσο η γονιδιακή έκφραση όσο και η γονιδιακή ρύθμιση διασφαλίζουν την παραγωγή σωστών πρωτεϊνών σε σωστές ποσότητες. Έτσι, αυτό συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ γονιδιακής έκφρασης και γονιδιακής ρύθμισης.
