Η βασική διαφορά μεταξύ της προκαρυωτικής και της ευκαρυωτικής μεταγραφής είναι ότι η προκαρυωτική μεταγραφή λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα ενώ η ευκαρυωτική μεταγραφή λαμβάνει χώρα μέσα στον πυρήνα.
Σε ένα κύτταρο, το DNA μεταφέρει πληροφορίες από γενιά σε γενιά ελέγχοντας τις δραστηριότητες ενός κυττάρου. Επιπλέον, το DNA είναι υπεύθυνο για τη σύνθεση όλων των πρωτεϊνών που έχουν λειτουργικό αλλά και δομικό ρόλο σε ένα κύτταρο. Επομένως, με τη σύνθεση τέτοιων πρωτεϊνών, το DNA ελέγχει τις δραστηριότητες ενός κυττάρου. Ένα γονίδιο που περιέχει τις γενετικές πληροφορίες για την παραγωγή μιας πρωτεΐνης θα πρέπει να εκφράζεται προκειμένου να συντεθεί η αντίστοιχη πρωτεΐνη. Η γονιδιακή έκφραση λαμβάνει χώρα μέσω δύο βασικών βημάτων, δηλαδή της μεταγραφής και της μετάφρασης. Ως εκ τούτου, η μεταγραφή είναι το πρώτο βήμα της γονιδιακής έκφρασης. Ακολουθεί μετάφραση. Κατά τη διάρκεια της μεταγραφής, οι γενετικές πληροφορίες στο DNA μετατρέπονται σε μια ακολουθία γενετικού κώδικα τριών γραμμάτων στο mRNA. Κατά τη μετάφραση, το mRNA μετατρέπεται σε μια αλυσίδα πολυπεπτιδίων.
Τι είναι η Προκαρυωτική Μεταγραφή;
Η προκαρυωτική μεταγραφή λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα. Επίσης, συμβαίνει πάντα σε συνδυασμό με τη μετάφραση. Η μεταγραφή στο προκαρυωτικό κύτταρο έχει τέσσερα στάδια: δέσμευση, έναρξη, επιμήκυνση και τερματισμός. Η RNA πολυμεράση είναι το ένζυμο που καταλύει τη σύνθεση του κλώνου mRNA. Η σύνδεση της RNA πολυμεράσης στην αλληλουχία προαγωγέα είναι το πρώτο βήμα στη μεταγραφή. Σε ένα βακτηριακό κύτταρο, υπάρχει μόνο ένα είδος RNA πολυμεράσης που συνθέτει όλες τις κατηγορίες RNA: mRNA, tRNA και rRNA. Η RNA πολυμεράση που βρίσκεται στο Escherichia coli (E coli) αποτελείται από δύο υπομονάδες α και δύο υπομονάδες β και έναν παράγοντα σίγμα.
Εικόνα 01: Προκαρυωτική μεταγραφή
Όταν αυτός ο παράγοντας σίγμα συνδέεται με την αλληλουχία προαγωγέα DNA με αποτέλεσμα το ξετύλιγμα της διπλής έλικας του DNA, λαμβάνει χώρα η έναρξη. Χρησιμοποιώντας έναν από τους κλώνους DNA ως πρότυπο, η RNA πολυμεράση συνθέτει τον κλώνο RNA που κινείται κατά μήκος του κλώνου DNA ξετυλίγοντας την έλικα στην κατεύθυνση 5' προς 3'. Ως εκ τούτου, κατά τη διάρκεια του σταδίου επιμήκυνσης, αυτός ο κλώνος RNA αυξάνεται από 5' σε 3' σχηματίζοντας ένα κοντό υβρίδιο με τον κλώνο DNA. Μόλις η αλληλουχία τερματισμού συναντηθεί, η επιμήκυνση της αλληλουχίας mRNA σταματά. Στους προκαρυώτες, υπάρχουν δύο τύποι τερματισμού. εξαρτώμενος από τους παράγοντες τερματισμός και ενδογενής τερματισμός. Ο εξαρτώμενος από τους παράγοντες τερματισμός χρειάζεται παράγοντα Rho και ο εγγενής τερματισμός συμβαίνει όταν το πρότυπο περιέχει μια σύντομη ακολουθία πλούσια σε GC κοντά στο 3' άκρο μετά από πολλές βάσεις ουρακίλης.
Τι είναι η Ευκαρυωτική Μεταγραφή;
Η ευκαρυωτική μεταγραφή λαμβάνει χώρα στον πυρήνα. Παρόμοια με την προκαρυωτική μεταγραφή, η ευκαρυωτική μεταγραφή πραγματοποιείται επίσης μέσω τεσσάρων σταδίων, δηλαδή δέσμευσης, έναρξης, επιμήκυνσης και τερματισμού. Ωστόσο, η ευκαρυωτική μεταγραφή είναι πιο περίπλοκη από την προκαρυωτική μεταγραφή.
Σε ένα ευκαρυωτικό κύτταρο, υπάρχουν τρία διαφορετικά είδη RNA πολυμερασών. Είναι δηλαδή RNA pol I, II και III και διαφέρουν από τη θέση τους και τους τύπους RNA που συνθέτουν. Η RNA πολυμεράση συνδέεται με το DNA στην περιοχή του προαγωγέα με τη βοήθεια μεταγραφικών παραγόντων. Όταν η έλικα του DNA ξετυλίγεται σε μονούς κλώνους, η RNA πολυμεράση καταλύει τη σύνθεση της αλληλουχίας mRNA από τον κλώνο μήτρας. Αυτός ο κλώνος RNA μεγαλώνει από 5' σε 3' σχηματίζοντας ένα κοντό υβρίδιο με τον κλώνο DNA, και αυτό ονομάζεται επιμήκυνση. Η επιμήκυνση σταματά με τη μεταγραφή μιας ειδικής ακολουθίας που ονομάζεται σήμα τερματισμού. Ο τερματισμός ελέγχεται από μια ποικιλία σημάτων που ποικίλλουν ανάλογα με το εμπλεκόμενο ένζυμο.
Εικόνα 02: Ευκαρυωτική Μεταγραφή
Επιπλέον, η αρχική αλληλουχία RNA που προκύπτει από τη μεταγραφή είναι μια πρόωρη αλληλουχία RNA. Περιέχει άχρηστες σεκάνς. Ως εκ τούτου, πριν από τη μετάφραση, συμβαίνουν ορισμένες τροποποιήσεις προκειμένου να παραχθεί ώριμο mRNA. Αυτές οι τροποποιήσεις περιλαμβάνουν μάτισμα RNA, κάλυψη 5', αδενυλίωση 3', κ.λπ. Μόλις συμβούν οι τροποποιήσεις, η αλληλουχία mRNA ταξιδεύει στο κυτταρόπλασμα. Σε αντίθεση με τα προκαρυωτικά, η ευκαρυωτική μεταγραφή δεν συμβαίνει ταυτόχρονα με τη μετάφραση.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της προκαρυωτικής και της ευκαρυωτικής μεταγραφής;
- Τόσο η προκαρυωτική όσο και η ευκαρυωτική μεταγραφή ακολουθούν τον ίδιο μηχανισμό.
- Επίσης, και τα δύο έχουν παρόμοια βήματα.
- Στο τέλος και των δύο διεργασιών, παράγεται ένα mRNA.
- Επιπλέον, η RNA πολυμεράση καταλύει και τις δύο διαδικασίες μεταγραφής.
- Εξάλλου, και οι δύο διεργασίες χρησιμοποιούν πρότυπο DNA για την παραγωγή μιας αλληλουχίας mRNA.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της προκαρυωτικής και της ευκαρυωτικής μεταγραφής;
Η προκαρυωτική μεταγραφή λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα. Από την άλλη πλευρά, η ευκαρυωτική μεταγραφή λαμβάνει χώρα στον πυρήνα. Αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ της προκαρυωτικής και της ευκαρυωτικής μεταγραφής. Επιπλέον, η προκαρυωτική μεταγραφή παράγει πολυκιστρονικό mRNA ενώ η ευκαρυωτική μεταγραφή παράγει μονοκιστρονικό mRNA. Έτσι, είναι επίσης μια διαφορά μεταξύ προκαρυωτικής και ευκαρυωτικής μεταγραφής. Επίσης, μια ακόμη διαφορά μεταξύ της προκαρυωτικής και της ευκαρυωτικής μεταγραφής είναι ότι η προκαρυωτική μεταγραφή περιλαμβάνει έναν τύπο πολυμεράσης RNA ενώ η ευκαρυωτική μεταγραφή περιλαμβάνει τρεις τύπους πολυμερασών RNA.
Επιπλέον, μια άλλη διαφορά μεταξύ της προκαρυωτικής και της ευκαρυωτικής μεταγραφής είναι ότι η μεταγραφή και η μετάφραση συζεύγνυνται σε προκαρυώτες ενώ δεν συνδέονται σε ευκαρυωτικά. Επιπλέον, στους προκαρυώτες, οι μετα-μεταγραφικές τροποποιήσεις δεν λαμβάνουν χώρα ενώ στους ευκαρυώτες, εμφανίζεται μετα-μεταγραφική τροποποίηση. Επομένως, είναι επίσης μια διαφορά μεταξύ προκαρυωτικής και ευκαρυωτικής μεταγραφής.
Το παρακάτω infographic σχετικά με τη διαφορά μεταξύ προκαρυωτικής και ευκαρυωτικής μεταγραφής παρέχει περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τις διαφορές.
Σύνοψη – Προκαρυωτική εναντίον Ευκαρυωτικής Μεταγραφή
Η μεταγραφή είναι το πρώτο βήμα της γονιδιακής έκφρασης, το οποίο ακολουθείται από μετάφραση. Αν και ο μηχανισμός μεταγραφής είναι ο ίδιος σε προκαρυώτες και ευκαρυώτες, υπάρχουν αρκετές διαφορές μεταξύ τους. Η βασική διαφορά μεταξύ της προκαρυωτικής και της ευκαρυωτικής μεταγραφής είναι ότι η προκαρυωτική μεταγραφή συμβαίνει στο κυτταρόπλασμα ενώ η ευκαρυωτική μεταγραφή στον πυρήνα. Επιπλέον, η προκαρυωτική μεταγραφή περιλαμβάνει μόνο μία RNA πολυμεράση ενώ η ευκαρυωτική μεταγραφή περιλαμβάνει τρεις τύπους πολυμερασών RNA. Επιπλέον, η αλληλουχία mRNA των προκαρυωτών είναι πολυκιστρονική ενώ στους ευκαρυώτες, η αλληλουχία mRNA είναι μονοκιστρονική. Όχι μόνο αυτό, στους ευκαρυώτες, συμβαίνουν μετα-μεταγραφικές τροποποιήσεις ενώ στους προκαρυώτες δεν συμβαίνουν. Αυτή είναι η περίληψη της διαφοράς μεταξύ προκαρυωτικής και ευκαρυωτικής μεταγραφής.
