Geeniekspressioon prokarüootides vs eukarüootides
  

Geeniekspressioon on oluline protsess, mis toimub nii prokarüootides kui ka eukarüootides. Hoolimata asjaolust, et tulemused nii eukarüootides kui ka prokarüootides on samad, on nende vahel märkimisväärsed erinevused. Geeniekspressiooni arutatakse üldiselt ning selles artiklis tuuakse eriti esile erinevused prokarüootiliste ja eukarüootsete protsesside vahel.

Geeniekspressioon

Kui geeni teave muundatakse struktuurvormideks, siis öeldakse, et see konkreetne geen ekspresseerub. Geeniekspressioon on protsess, mis teeb bioloogiliselt olulised molekulid ja need on tavaliselt makromolekulid. Geene ekspresseeritakse enamasti valkude kujul, kuid RNA on ka selle protsessi tulemus. Ilma geeniekspressiooniprotsessita ei saaks eluvormi olla.

Geeniekspressioonis, mida tuntakse transkriptsiooni, RNA töötlemise ja translatsiooni all, on kolm peamist etappi. Tõlkejärgsed valgu modifitseerimine ja mitte-kodeeriv RNA küpsemine on mõned muud protsessid, mis on seotud geeniekspressiooniga. Transkriptsiooni etapis transkribeeritakse DNA ahelas sisalduva geeni nukleotiidijärjestus RNA-sse pärast seda, kui DNA ahel on lammutatud DNA helikaasi ensüümiga. Äsja moodustatud RNA ahelat (mRNA) reformitakse, eemaldades mittekodeerivad järjestused ja viies geeni nukleotiidijärjestuse ribosoomidesse. On olemas spetsiifilised tRNA (ülekande RNA) molekulid, mis tunnevad tsütoplasmas ära vastavad aminohapped. Pärast seda kinnitatakse tRNA molekulid spetsiifiliste aminohapete külge. Igas tRNA molekulis on kolme nukleotiidi järjestus. MRNA ahela külge kinnitatakse tsütoplasmas olev ribosoom ja identifitseeritakse lähtekoodon (promootor). MRNA järjestuse vastavate nukleotiididega tRNA molekulid viiakse ribosoomi suures alaühikus. Kui tRNA molekulid jõuavad ribosoomi, on vastav aminohape seotud järgmise aminohappega järjestuses peptiidsideme kaudu. See peptiidi sidumine jätkub, kuni ribosoomi loetakse viimast koodonit. Aminohapete järjestuse põhjal valguahelas varieerub kuju ja funktsioon iga valgu molekuli puhul. See kuju ja funktsioon tulenevad nukleotiidijärjestusest DNA molekulis. Seega saab selgeks, et erinevad geenid kodeerivad erinevaid varieeruva kuju ja funktsioonidega valke.

Mille poolest erinevad geeniekspressioon prokarüootides ja eukarüootides?

• Kuna prokarüootidel puudub tuumaümbris, võivad ribosoomid mRNA ahela moodustumisel hakata valku sünteesima. See on väga kontrastne eukarüootilise protsessiga, kus mRNA ahel tuleb ribosoomide sidumiseks selle tsütoplasmasse transportida. Lisaks on prokarüootses geeniekspressioonis põhietappide arv kaks, samas kui eukarüootses protsessis on kolm peamist etappi.

• Eukarüootses DNA-s on introni järjestusi, nii et ka mRNA ahelal on need. Seetõttu peab RNA splaissimine toimuma enne tuuma mRNA ahela viimistlemist eukarüootides. Prokarüootides pole aga RNA töötlemisetappi, kuna nende geneetilises materjalis pole introne.

• Prokarüootses protsessis on võimalik koondunud geene (tuntud kui operoneid) samaaegselt ekspresseerida. Kuid eukarüootides ekspresseeritakse korraga ainult ühte ja ka järgnev mRNA ahel laguneb pärast ekspressiooni.