ยีนเทียบกับโปรตีน
แม้ว่ายีนและโปรตีนจะสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด แต่ก็มีความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างหน้าที่และสรีรวิทยา ยีนและโปรตีนเป็นสองวัสดุชีวภาพที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิดในระบบของร่างกาย การทำงานของยีนแสดงออกในรูปของโปรตีน สิ่งนี้ทำให้การเชื่อมโยงระหว่างยีนและโปรตีนใกล้เคียงที่สุด ทั้งยีนและโปรตีนเป็นส่วนประกอบสำคัญในชีวิตและช่วยสร้างความสัมพันธ์ระหว่างจีโนไทป์และฟีโนไทป์ในพันธุกรรม ความสัมพันธ์ระดับโมเลกุลนี้อธิบายโดยสมมติฐานหนึ่งยีน/หนึ่งโพลีเปปไทด์ ฟรานซิส คริก เป็นคนแรกที่อธิบายการไหลของข้อมูลในเซลล์ ซึ่งนำไปสู่การแปลงจีโนไทป์เป็นฟีโนไทป์การไหลของข้อมูลทิศทางเดียวในเซลล์มีดังนี้
DNA (ยีน) → RNA → โปรตีน
ขั้นตอน DNA-to-RNA เรียกว่าการถอดรหัส ในขณะที่ RNA-to-protein เรียกว่าการแปล จุดสนใจหลักของบทความนี้คือความแตกต่างระหว่างยีนและโปรตีน ในขณะที่จะพิจารณาการทำงานและสรีรวิทยาของยีนและโปรตีนด้วย
ยีนคืออะไร
ยีนถือเป็นหน่วยพื้นฐานของข้อมูลทางพันธุกรรม มันตั้งอยู่บนโครโมโซมที่ตำแหน่งทางพันธุกรรมที่เฉพาะเจาะจง ข้อมูลทางพันธุกรรมที่อยู่ในโลคัสจำเพาะมักจะถูกถ่ายทอดเป็นโมเลกุลอาร์เอ็นเอเดี่ยว ซึ่งสุดท้ายแล้วจะถูกเข้ารหัสสำหรับโปรตีนชนิดใดชนิดหนึ่ง ยีนเหล่านี้เรียกว่ายีนเข้ารหัสโปรตีน RNA ทั้งหมดที่คัดลอกมาจากยีนนั้นไม่ได้แปลเป็นโปรตีน ยีนเหล่านี้เรียกว่ายีนที่ไม่เข้ารหัส การศึกษายีนเรียกว่าพันธุศาสตร์ ในยูคาริโอต คู่โครโมโซมจะถูกจัดเรียงเป็นคู่ที่คล้ายคลึงกัน รูปแบบต่างๆ ของยีนเดียวกันซึ่งอยู่ที่ตำแหน่งหรือโลคัสเดียวกันเรียกว่าอัลลีลยีนยูคาริโอตมีความซับซ้อนมากกว่ายีนโปรคาริโอตและมีลำดับการแทรกแซงที่เรียกว่าอินตรอน ส่วนควบคุมอื่นๆ ที่พบในยีนเรียกว่า exons ซึ่งประกอบเป็น mRNA ในมนุษย์ ยีนเข้ารหัสโปรตีนที่เล็กที่สุดประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ประมาณ 500 ตัวที่ไม่มีอินตรอนและเข้ารหัสโปรตีนฮิสโตน ยีนเข้ารหัสโปรตีนที่ใหญ่ที่สุดในมนุษย์ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ประมาณ 2.5 ล้านตัวและเข้ารหัสโปรตีนที่เรียกว่า dystrophin
แบคทีเรียแปลงดีเอ็นเอเป็น mRNA แล้วแปลเป็นโปรตีน
โปรตีนคืออะไร
โปรตีนเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีววิทยาที่มีความหลากหลายมากที่สุดพร้อมหน้าที่ที่หลากหลาย รวมถึงการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ การป้องกัน การขนส่ง การสนับสนุน การเคลื่อนไหว การควบคุม และการเก็บรักษา โครงสร้างโปรตีนถูกกำหนดโดยยีนเฉพาะในร่างกายหน่วยการทำงานและโครงสร้างของโปรตีนคือกรดอะมิโน ตามชื่อที่สื่อถึง กรดอะมิโนประกอบด้วยหมู่อะมิโน (-NH2) และหมู่คาร์บอกซิลที่เป็นกรด (-COOH) มีกรดอะมิโน 20 ชนิดที่จัดเรียงในลำดับที่แตกต่างกันผ่านพันธะเปปไทด์ เพื่อผลิตโปรตีนทั้งหมดในร่างกาย สายของกรดอะมิโนที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะเปปไทด์เรียกว่าโพลีเปปไทด์
โครงสร้างหรือรูปร่างของโปรตีนเป็นตัวกำหนดหน้าที่ของมัน ลำดับกรดอะมิโนถูกกำหนดโดยโครงสร้างหลักของโปรตีน การมีอยู่ของกลุ่มเปปไทด์หลายกลุ่มภายในโปรตีนสามารถนำไปสู่การก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนระหว่างกรดอะมิโนที่อยู่ใกล้เคียง สิ่งนี้สามารถเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและกำหนดโครงสร้างรองของโปรตีน โครงสร้างระดับอุดมศึกษา รูปร่าง 3 มิติสุดท้ายของโปรตีนกำหนดโดยรอยพับและการเชื่อมโยงในโปรตีน โครงสร้างควอเทอร์นารีของโปรตีนพบได้ในโปรตีนที่มีโพลีเปปไทด์หลายตัวเท่านั้น
ยีนกับโปรตีนต่างกันอย่างไร
• การทำงานของยีนแสดงออกผ่านโปรตีน (ยีนกำหนดโครงสร้างหลักของโปรตีนในร่างกาย)
• ยีนประกอบด้วย DNA ในขณะที่โปรตีนประกอบด้วยกรดอะมิโน
• ยีนมีจีโนไทป์ ในขณะที่โปรตีนแสดงฟีโนไทป์
• หน้าที่หลักของยีนคือการส่งข้อมูลทางพันธุกรรม ในขณะที่หน้าที่หลักของโปรตีนรวมถึงการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ การป้องกัน การขนส่ง การสนับสนุน การเคลื่อนไหว การควบคุม และการเก็บรักษา