Γονίδιο εναντίον πρωτεΐνης
Αν και το γονίδιο και η πρωτεΐνη συνδέονται στενά, υπάρχουν σαφείς διαφορές μεταξύ της λειτουργίας και της φυσιολογίας τους. Το γονίδιο και η πρωτεΐνη είναι δύο πολύ στενά συνδεδεμένα βιοϋλικά στο σύστημα του σώματος. Η γονιδιακή λειτουργία εκφράζεται με τη μορφή πρωτεΐνης. Αυτό δημιουργεί τη στενότερη σχέση μεταξύ γονιδίων και πρωτεϊνών. Τόσο το γονίδιο όσο και η πρωτεΐνη είναι ζωτικής σημασίας ένωση στη ζωή και βοηθούν στην οικοδόμηση της σχέσης μεταξύ γονότυπου και φαινοτύπου στη γενετική. Αυτή η μοριακή σχέση εξηγείται από την υπόθεση ενός γονιδίου/ενός πολυπεπτιδίου. Ο Francis Crick ήταν ο πρώτος άνθρωπος που περιέγραψε τη ροή πληροφοριών στα κύτταρα, η οποία οδηγεί στη μετατροπή του γονότυπου σε φαινότυπο. Η ροή πληροφοριών μίας κατεύθυνσης στα κελιά έχει ως εξής.
DNA (γονίδιο) → RNA → πρωτεΐνη
Το στάδιο από DNA σε RNA είναι γνωστό ως μεταγραφή, ενώ το RNA από πρωτεΐνη ονομάζεται μετάφραση. Η κύρια εστίαση αυτού του άρθρου είναι η διαφορά μεταξύ γονιδίου και πρωτεΐνης, ενώ θα ληφθούν υπόψη και η λειτουργία και η φυσιολογία του γονιδίου και της πρωτεΐνης.
Τι είναι το Γονίδιο;
Ένα γονίδιο θεωρείται ως η βασική μονάδα γενετικής πληροφορίας. Βρίσκεται σε ένα χρωμόσωμα σε έναν συγκεκριμένο γενετικό τόπο. Η γενετική πληροφορία που βρίσκεται στον συγκεκριμένο τόπο συνήθως μεταγράφεται σε ένα μόνο μόριο RNA, το οποίο τελικά κωδικοποιείται για μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη. Αυτά τα γονίδια ονομάζονται γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες. Δεν μεταφράζονται όλα τα RNA που μεταγράφονται από γονίδια σε πρωτεΐνες. Αυτά τα γονίδια ονομάζονται μη κωδικοποιητικά γονίδια. Η μελέτη των γονιδίων ονομάζεται γενετική. Στους ευκαρυώτες, τα ζεύγη χρωμοσωμάτων διατάσσονται ως ομόλογα ζεύγη. Διαφορετικές μορφές του ίδιου γονιδίου που βρίσκονται στην ίδια θέση ή τόπο είναι γνωστές ως αλληλόμορφα. Τα ευκαρυωτικά γονίδια είναι πιο πολύπλοκα από τα προκαρυωτικά γονίδια και περιέχουν τις ενδιάμεσες αλληλουχίες που ονομάζονται ιντρόνια. Τα άλλα ρυθμιστικά τμήματα που βρίσκονται στα γονίδια ονομάζονται εξόνια, τα οποία αποτελούν το mRNA. Στον άνθρωπο, το μικρότερο γονίδιο που κωδικοποιεί πρωτεΐνη αποτελείται από περίπου 500 νουκλεοτίδια χωρίς εσώνια και κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη ιστόνης. Το μεγαλύτερο γονίδιο που κωδικοποιεί πρωτεΐνη στον άνθρωπο περιέχει περίπου 2,5 εκατομμύρια νουκλεοτίδια και κωδικοποιεί την πρωτεΐνη που ονομάζεται δυστροφίνη.
Βακτηριακό DNA μεταγράφεται σε mRNA και στη συνέχεια μεταφράζεται σε πρωτεΐνη
Τι είναι η πρωτεΐνη;
Οι πρωτεΐνες είναι τα πιο ποικίλα βιολογικά μακρομόρια με διάφορες λειτουργίες, όπως η ενζυμική κατάλυση, η άμυνα, η μεταφορά, η υποστήριξη, η κίνηση, η ρύθμιση και η αποθήκευση. Η δομή της πρωτεΐνης καθορίζεται από ένα συγκεκριμένο γονίδιο στο σώμα. Η λειτουργική και δομική μονάδα των πρωτεϊνών είναι το αμινοξύ. Όπως υποδηλώνει το όνομα, το αμινοξύ αποτελείται από μια αμινομάδα (-NH2) και μια όξινη καρβοξυλική ομάδα (-COOH). Υπάρχουν 20 διαφορετικά αμινοξέα διατεταγμένα σε διαφορετικές αλληλουχίες μέσω πεπτιδικών δεσμών, για να παράγουν όλες τις πρωτεΐνες στο σώμα. Μια αλυσίδα αμινοξέων που συνδέονται με πεπτιδικούς δεσμούς ονομάζεται πολυπεπτίδιο.
Η δομή ή το σχήμα μιας πρωτεΐνης καθορίζει τη λειτουργία της. Η αλληλουχία αμινοξέων καθορίζεται από την πρωτογενή δομή της πρωτεΐνης. Η παρουσία πολλών πεπτιδικών ομάδων μέσα σε μια πρωτεΐνη μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό δεσμών υδρογόνου μεταξύ κοντινών αμινοξέων. Αυτό μπορεί να αλλάξει τη δομή και να καθορίσει τη δευτερογενή δομή μιας πρωτεΐνης. Η τριτογενής δομή; Το τελικό τρισδιάστατο σχήμα μιας πρωτεΐνης καθορίζεται από τις πτυχές και τους δεσμούς της πρωτεΐνης. Η τεταρτοταγής δομή μιας πρωτεΐνης βρίσκεται μόνο στην πρωτεΐνη με πολλαπλά πολυπεπτίδια.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ γονιδίου και πρωτεΐνης;
• Η λειτουργία των γονιδίων εκφράζεται μέσω πρωτεΐνης (το γονίδιο καθορίζει την πρωταρχική δομή μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης στο σώμα).
• Το γονίδιο αποτελείται από DNA, ενώ η πρωτεΐνη αποτελείται από αμινοξέα.
• Τα γονίδια φέρουν τον γονότυπο, ενώ οι πρωτεΐνες εκφράζουν τους φαινότυπους.
• Η κύρια λειτουργία ενός γονιδίου είναι να μεταφέρει πληροφορίες κληρονομικότητας, ενώ οι κύριες λειτουργίες της πρωτεΐνης περιλαμβάνουν την ενζυμική κατάλυση, την άμυνα, τη μεταφορά, την υποστήριξη, την κίνηση, τη ρύθμιση και την αποθήκευση.
