Πρωτεϊνική Σύνθεση σε Προκαρυωτικά εναντίον Ευκαρυωτικών
Η πρωτεϊνοσύνθεση έχει τα στάδια της σε σειρά με πολύ υψηλή αλληλουχία μέσα σε κάθε κύτταρο ολόκληρης της βιολογικής λέξης, αλλά υπάρχουν μικρές ταυτότητες σε καθένα. Ωστόσο, υπάρχουν σοβαρές σημαντικές διαφορές μεταξύ των οδών σύνθεσης προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών πρωτεϊνών, παρόλο που το τελικό αποτέλεσμα είναι πάντα μια πρωτεΐνη και στις δύο περιπτώσεις. Τα συστατικά των δύο τύπων κυττάρων θα μπορούσαν να είναι ο κύριος λόγος για να διαφέρουν μεταξύ τους. Ωστόσο, τα κύρια βήματα της μεταγραφής, της επεξεργασίας RNA και της μετάφρασης είναι τα ίδια τόσο στους προκαρυώτες όσο και στους ευκαρυώτες. Σε αυτό το άρθρο παρουσιάζεται μια γενική αναφορά σχετικά με τη σύνθεση πρωτεϊνών που ακολουθείται από εύπεπτες συζητήσεις για τις κύριες σημαντικές διαφορές μεταξύ τους.
Πρωτεϊνική Σύνθεση
Η πρωτεϊνοσύνθεση είναι μια βιολογική διαδικασία που λαμβάνει χώρα μέσα στα κύτταρα των οργανισμών σε τρία κύρια στάδια γνωστά ως Μεταγραφή, επεξεργασία RNA και Μετάφραση. Στο στάδιο της μεταγραφής, η αλληλουχία νουκλεοτιδίων του γονιδίου στον κλώνο DNA μεταγράφεται σε RNA. Αυτό το πρώτο βήμα είναι πολύ παρόμοιο με την αντιγραφή του DNA με τη διαφορά ότι το αποτέλεσμα είναι ένας κλώνος στο RNA στην πρωτεϊνική σύνθεση. Ο κλώνος DNA που αποσυναρμολογείται με το ένζυμο ελικάσης DNA, η RNA πολυμεράση συνδέεται στο συγκεκριμένο σημείο έναρξης του γονιδίου που είναι γνωστό ως προαγωγέας και ο κλώνος RNA συντίθεται κατά μήκος του γονιδίου. Αυτός ο νεοσχηματισμένος κλώνος RNA είναι γνωστός ως αγγελιοφόρος RNA (mRNA).
Ο κλώνος mRNA μεταφέρει τη νουκλεοτιδική αλληλουχία στα ριβοσώματα για την επεξεργασία του RNA. Ειδικά μόρια tRNA (transfer RNA) θα αναγνωρίσουν τα σχετικά αμινοξέα στο κυτταρόπλασμα. Μετά από αυτό, τα μόρια tRNA συνδέονται με τα συγκεκριμένα αμινοξέα. Σε κάθε μόριο tRNA, υπάρχει μια αλληλουχία τριών νουκλεοτιδίων. Ένα ριβόσωμα στο κυτταρόπλασμα συνδέεται με τον κλώνο mRNA και αναγνωρίζεται το αρχικό κωδικόνιο (ο προαγωγέας). Τα μόρια tRNA με τα αντίστοιχα νουκλεοτίδια για την αλληλουχία mRNA μετακινούνται στη μεγάλη υπομονάδα του ριβοσώματος. Καθώς τα μόρια tRNA έρχονται στο ριβόσωμα, το αντίστοιχο αμινοξύ συνδέεται με το επόμενο αμινοξύ της αλληλουχίας μέσω ενός πεπτιδικού δεσμού. Αυτό το τελευταίο βήμα είναι γνωστό ως μετάφραση. Πράγματι, εδώ λαμβάνει χώρα η πραγματική πρωτεϊνική σύνθεση.
Το σχήμα της πρωτεΐνης προσδιορίζεται μέσω των διαφορετικών τύπων αμινοξέων στην αλυσίδα, τα οποία ήταν συνδεδεμένα με μόρια tRNA, αλλά το tRNA είναι ειδικό για την αλληλουχία mRNA. Ως εκ τούτου, είναι σαφές ότι τα μόρια πρωτεΐνης απεικονίζουν τις πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες στο μόριο του DNA. Ωστόσο, η πρωτεϊνοσύνθεση θα μπορούσε να ξεκινήσει και από έναν κλώνο RNA.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της Πρωτεϊνοσύνθεσης σε Προκαρυωτικά και Ευκαρυωτικά;
• Καθώς λαμβάνει χώρα το στάδιο της μεταγραφής, τα ριβοσώματα είναι ικανά να συσχετιστούν με τον σχηματισμό κλώνου mRNA σε προκαρυώτες καθώς δεν έχουν πυρηνικό περίβλημα για να περικλείουν τα νουκλεϊκά οξέα. Ωστόσο, το mRNA μπορεί να συσχετιστεί με τα ριβοσώματα μετά την απομάκρυνση του κλώνου από τον πυρήνα των ευκαρυωτών.
• Επομένως, γίνεται σαφές ότι το στάδιο μετάφρασης της διαδικασίας έχει ήδη ξεκινήσει πριν ολοκληρωθεί η μεταγραφή στους προκαρυώτες, ενώ τα δύο στάδια λαμβάνουν χώρα σε μεγάλη απόσταση μεταξύ τους στους ευκαρυώτες. Με άλλα λόγια, η επεξεργασία του RNA δεν λαμβάνει χώρα στην προκαρυωτική σύνθεση, αλλά στην ευκαρυωτική διαδικασία.
• Μόνο ένα γονίδιο εκφράζεται σε μια πλήρη διαδικασία πρωτεϊνοσύνθεσης σε ευκαρυώτες ενώ συχνά υπάρχουν πολλά γονίδια που εκφράζονται στη βακτηριακή (προκαρυωτική) πρωτεϊνική σύνθεση από έναν κλώνο mRNA. Με άλλα λόγια, τα ομαδοποιημένα γονίδια (γνωστά ως Οπερόνια) μπορούν να εκφραστούν από προκαρυώτες, αλλά όχι οι ευκαρυώτες.
• Υπάρχουν μη κωδικοποιητικές αλληλουχίες DNA στα ευκαρυωτικά νουκλεϊκά οξέα γνωστά ως ιντρόνια αλλά όχι στα προκαρυωτικά. Το mRNA στους ευκαρυώτες αφαιρεί τα εσώνια από τον κλώνο του πριν φύγει από τον πυρήνα, κάτι που έρχεται σε αντίθεση με τον απλό σχηματισμό του κλώνου mRNA στους προκαρυώτες.
