Η βασική διαφορά μεταξύ προκαρυωτικού και ευκαρυωτικού γονιδιώματος είναι ότι το προκαρυωτικό γονιδίωμα υπάρχει στο κυτταρόπλασμα ενώ το ευκαρυωτικό γονιδίωμα περιορίζεται στον πυρήνα.
Το Γονιδίωμα αναφέρεται σε ολόκληρη τη συλλογή DNA ενός οργανισμού. Με άλλα λόγια, το γονιδίωμα είναι το γενετικό υλικό ενός οργανισμού που περιέχει τη συνολική γενετική πληροφορία. Το μεγαλύτερο μέρος του οργανισμού έχει γονιδίωμα φτιαγμένο από DNA. Ωστόσο, ορισμένα γονιδιώματα βασίζονται σε RNA. Για παράδειγμα, ορισμένοι ιοί έχουν γονιδιώματα RNA. Όταν εξετάζεται το συνολικό γενετικό υλικό ενός οργανισμού, δεν περιλαμβάνει μόνο τα γονίδια ή τις κωδικοποιητικές αλληλουχίες. Περιλαμβάνει τόσο γονίδια όσο και μη κωδικοποιητικές αλληλουχίες DNA.
Δεδομένου ότι οι γενετικές πληροφορίες βρίσκονται μέσα στο γονιδίωμα με τη μορφή γονιδίων, τα γονίδια υφίστανται μεταγραφή και μετάφραση προκειμένου να παραχθούν πρωτεΐνες. Υπάρχει διαφορά μεταξύ των διεργασιών έκφρασης του προκαρυωτικού και του ευκαρυωτικού γονιδιώματος. Επιπλέον, η αποθήκευση και η αντιγραφή και των δύο γονιδιωμάτων είναι επίσης διαφορετική μεταξύ των προκαρυωτών και των ευκαρυωτικών. Αλλά η δομή του DNA παραμένει η ίδια (Διπλή έλικα) και στους δύο οργανισμούς. Η κύρια διαφορά μεταξύ του προκαρυωτικού και του ευκαρυωτικού γονιδιώματος σχετίζεται με την κυτταρική οργάνωση των οργανισμών και τη θέση του γονιδιώματος.
Τι είναι το προκαρυωτικό γονιδίωμα;
Οι προκαρυώτες είναι οι απλοί μονοκύτταροι οργανισμοί που δεν διαθέτουν οργανίδια που συνδέονται με τη μεμβράνη. Επιπλέον, έχουν μικρά σώματα και μικρά γονιδιώματα. Συνήθως, τα προκαρυωτικά γονιδιώματα αποτελούνται από ένα ή περισσότερα μόρια DNA. Απλώς έχουν ένα μόνο χρωμόσωμα που επιπλέει στο κυτταρόπλασμα. Εκτός από αυτό το μεμονωμένο χρωμόσωμα, ορισμένα βακτήρια έχουν εξωχρωμοσωμικό DNA που ονομάζονται πλασμίδια. Τα πλασμίδια δεν είναι γονιδιωματικό DNA. Είναι βοηθητικά μόρια DNA. Ωστόσο, τα πλασμίδια παρέχουν επιπρόσθετα πλεονεκτήματα στα βακτήρια όπως αντοχή στα αντιβιοτικά, αντοχή στα ζιζανιοκτόνα κ.λπ. Είναι μικρά κυκλικά μόρια DNA που έχουν την ικανότητα να αυτοαναδιπλασιάζονται. Ως εκ τούτου, τα πλασμίδια χρησιμεύουν ως σημαντικοί φορείς στην τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA.
Εικόνα 01: Προκαρυωτικό Κύτταρο και Γονιδίωμα
Λόγω των μικρών τους μεγεθών, το προκαρυωτικό γονιδίωμα περιέχει κυρίως κωδικοποιητικές αλληλουχίες (εξόνια). Όμως, δεν περιέχει εσώνια και επαναλαμβανόμενες ακολουθίες. Επιπλέον, τα προκαρυωτικά γονίδια υπάρχουν ως συστάδες που ρυθμίζονται από έναν μόνο υποκινητή. Και επίσης, αυτό το μεμονωμένο χρωμόσωμα είναι κυκλικό και εφάπτεται με την κυτταρική μεμβράνη από ορισμένα σημεία. Δομικά, το προκαρυωτικό γονιδίωμα είναι πιο συμπαγές από το ευκαρυωτικό γονιδίωμα. Επιπλέον, δεν περιέχει κενά μεταξύ των γονιδίων.
Τι είναι το Ευκαρυωτικό Γονιδίωμα;
Οι ευκαρυώτες είναι ο οργανισμός που έχει πυρήνα και δεσμευμένα στη μεμβράνη κυτταρικά οργανίδια. Έχουν εκτεταμένα κυτταρικά διαμερίσματα που εκτελούν διακριτές λειτουργίες. Μέσα στον πυρήνα των ευκαρυωτικών, μπορούμε να βρούμε το ευκαρυωτικό γονιδίωμα που περιέχει ολόκληρη τη γενετική πληροφορία του οργανισμού. Κυρίως, το ευκαρυωτικό γονιδίωμα υπάρχει ως γραμμικά χρωμοσώματα. Επιπλέον, τα μόρια DNA μαζί με τις πρωτεΐνες ιστόνης δημιουργούν αυτά τα χρωμοσώματα. Στο ανθρώπινο γονιδίωμα, υπάρχουν συνολικά 46 χρωμοσώματα σε κάθε κύτταρο. Η πυρηνική μεμβράνη περικλείει όλα αυτά τα χρωμοσώματα. Ως εκ τούτου, δεν μπορούν να έρθουν στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου αν δεν γίνουν μόρια mRNA. Επίσης, στους ευκαρυώτες, τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες περιέχουν μερικά μόρια DNA. Ωστόσο, δεν είναι γονιδιωματικό DNA.
Εικόνα 02: Ευκαρυωτικό γονιδίωμα
Το Το ευκαρυωτικό γονιδίωμα είναι λιγότερο συμπαγές και περιέχει επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες καθώς και πολλές μη κωδικοποιητικές αλληλουχίες όπως ιντρόνια και διαχωριστικό DNA. Σε σύγκριση με το προκαρυωτικό γονιδίωμα, το ευκαρυωτικό γονιδίωμα είναι μεγαλύτερο και έχει δισεκατομμύρια ζεύγη βάσεων. Επιπλέον, περιέχει πολλά γονίδια με πολλαπλά αντίγραφα.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του προκαρυωτικού και του ευκαρυωτικού γονιδιώματος;
- Τόσο το προκαρυωτικό όσο και το ευκαρυωτικό γονιδίωμα αποτελούνται από μόρια DNA.
- Τα γονιδιώματα χρησιμεύουν ως αποθήκες γενετικών πληροφοριών και των δύο τύπων οργανισμών.
- Επίσης, και τα δύο γονιδιώματα περιέχουν γονίδια.
- Επιπλέον, και τα δύο υποβάλλονται σε μεταγραφή και μετάφραση.
- Εξάλλου, και τα δύο γονιδιώματα αντιγράφονται και κληρονομούνται στις επόμενες γενιές.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ προκαρυωτικού και ευκαρυωτικού γονιδιώματος;
Οι οργανισμοί είναι δύο τύπων είτε προκαρυώτες είτε ευκαρυώτες. Οι προκαρυώτες έχουν απλή κυτταρική οργάνωση ενώ οι ευκαρυώτες έχουν πολύπλοκη κυτταρική οργάνωση. Παρόμοια με αυτό, το προκαρυωτικό γονιδίωμα είναι μικρό και λιγότερο περίπλοκο σε σύγκριση με το ευκαρυωτικό γονιδίωμα. Δομικά, το προκαρυωτικό γονιδίωμα περιορίζεται σε ένα μόνο χρωμόσωμα ενώ το ευκαρυωτικό γονιδίωμα έχει πολλαπλά χρωμοσώματα. Αυτή είναι μια διαφορά μεταξύ προκαρυωτικού και ευκαρυωτικού γονιδιώματος. Επιπλέον, μια άλλη διαφορά μεταξύ προκαρυωτικού και ευκαρυωτικού γονιδιώματος είναι ότι το προκαρυωτικό γονιδίωμα υπάρχει στο κυτταρόπλασμα ενώ το ευκαρυωτικό γονιδίωμα υπάρχει μέσα στον πυρήνα. Επίσης, όταν εξετάζουμε το μέγεθος του γονιδιώματος, το προκαρυωτικό γονιδίωμα είναι πολύ μικρότερο από το ευκαρυωτικό γονιδίωμα. Επιπλέον, όσον αφορά τη σύνθεση, το ευκαρυωτικό γονιδίωμα έχει πολλά επαναλαμβανόμενα DNA, ιντρόνια και διαχωριστικό DNA που απουσιάζουν στο προκαρυωτικό γονιδίωμα.
Το παρακάτω infographic απεικονίζει περισσότερα γεγονότα σχετικά με τη διαφορά μεταξύ προκαρυωτικού και ευκαρυωτικού γονιδιώματος.
Σύνοψη – Προκαρυωτικό εναντίον Ευκαρυωτικού Γονιδιώματος
Οι προκαρυώτες είναι δύο τύποι όπως τα βακτήρια και τα αρχαία. Από την άλλη πλευρά, οι ευκαρυώτες περιλαμβάνουν φυτά, ζώα, μύκητες, φύκια και πρωτόζωα. Τα προκαρυωτικά στερούνται οργανιδίων που συνδέονται με τη μεμβράνη όπως ο πυρήνας, τα μιτοχόνδρια κ.λπ. Αντίθετα, οι ευκαρυώτες έχουν εκτεταμένα εσωτερικά διαμερίσματα που χωρίζονται με μεμβράνες. Σύμφωνα με αυτές τις διαφορές στην κυτταρική οργάνωση, τα προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά γονιδιώματα διαφέρουν επίσης μεταξύ τους. Έτσι, η κύρια διαφορά μεταξύ προκαρυωτικού και ευκαρυωτικού γονιδιώματος είναι ότι το προκαρυωτικό γονιδίωμα επιπλέει στο κυτταρόπλασμα ενώ το ευκαρυωτικό γονιδίωμα προστατεύει μέσα στον πυρήνα. Επιπλέον, το προκαρυωτικό γονιδίωμα είναι πιο συμπαγές και δεν έχει επαναλαμβανόμενο DNA, εσώνια και διαχωριστικό DNA σε σύγκριση με το ευκαρυωτικό γονιδίωμα. Αντίθετα, το ευκαρυωτικό γονιδίωμα έχει πολλά γονίδια, περισσότερο επαναλαμβανόμενο DNA και ιντρόνια. Επομένως, αυτή είναι η διαφορά μεταξύ προκαρυωτικού και ευκαρυωτικού γονιδιώματος.
