การแสดงออกของยีนในโปรคาริโอตกับยูคาริโอต
การแสดงออกของยีนเป็นกระบวนการสำคัญที่เกิดขึ้นทั้งในโปรคาริโอตและยูคาริโอต แม้ว่าผลลัพธ์ในยูคาริโอตและโปรคาริโอตจะเหมือนกัน แต่ก็มีความแตกต่างกันมาก โดยทั่วไปจะมีการกล่าวถึงการแสดงออกของยีน และความแตกต่างระหว่างกระบวนการโปรคาริโอตและยูคาริโอตจะเน้นเป็นพิเศษในบทความนี้
การแสดงออกของยีน
เมื่อข้อมูลของยีนถูกแปลงเป็นรูปแบบโครงสร้าง ยีนนั้น ๆ จะถูกแสดงออกมาการแสดงออกของยีนเป็นกระบวนการที่สร้างโมเลกุลที่มีความสำคัญทางชีววิทยา และสิ่งเหล่านี้มักเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ ยีนส่วนใหญ่แสดงออกในรูปของโปรตีน แต่ RNA ก็เป็นผลผลิตของกระบวนการนี้เช่นกัน จะไม่มีรูปแบบชีวิตหากไม่มีกระบวนการแสดงออกของยีน
สามขั้นตอนหลักในการแสดงออกของยีนที่เรียกว่าการถอดความ การประมวลผล RNA และการแปล การดัดแปลงโปรตีนหลังการแปลและการสุกของ RNA แบบไม่เข้ารหัสเป็นกระบวนการอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการแสดงออกของยีน ในขั้นตอนถอดรหัส ลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีนในสาย DNA จะถูกแปลงเป็น RNA หลังจากที่แยกส่วน DNA ด้วยเอ็นไซม์ DNA helicase สแตรนด์ RNA ที่ก่อตัวขึ้นใหม่ (mRNA) ถูกปฏิรูปโดยการเอาลำดับที่ไม่เข้ารหัสออก และนำลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีนไปยังไรโบโซม มีโมเลกุล tRNA จำเพาะ (transfer RNA) ที่รู้จักกรดอะมิโนที่เกี่ยวข้องในไซโตพลาสซึม หลังจากนั้นโมเลกุล tRNA จะยึดติดกับกรดอะมิโนจำเพาะในแต่ละโมเลกุล tRNA มีลำดับของนิวคลีโอไทด์สามตัว ไรโบโซมในไซโตพลาสซึมติดอยู่กับสาย mRNA และระบุ codon เริ่มต้น (โปรโมเตอร์) โมเลกุล tRNA ที่มีนิวคลีโอไทด์ที่สอดคล้องกันสำหรับลำดับ mRNA จะถูกย้ายไปยังหน่วยย่อยขนาดใหญ่ของไรโบโซม เมื่อโมเลกุล tRNA มาถึงไรโบโซม กรดอะมิโนที่สอดคล้องกันจะถูกจับกับกรดอะมิโนถัดไปในลำดับผ่านพันธะเปปไทด์ พันธะเปปไทด์นี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าจะอ่านโคดอนตัวสุดท้ายที่ไรโบโซม ขึ้นอยู่กับลำดับของกรดอะมิโนในสายโซ่โปรตีน รูปร่างและหน้าที่แตกต่างกันไปตามโมเลกุลโปรตีนแต่ละโมเลกุล รูปร่างและหน้าที่นี้เป็นผลมาจากลำดับนิวคลีโอไทด์ในโมเลกุลดีเอ็นเอ ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนว่ายีนต่างๆ เข้ารหัสโปรตีนที่แตกต่างกันโดยมีรูปร่างและหน้าที่ต่างกัน
การแสดงออกของยีนในโปรคาริโอตและยูคาริโอแตกต่างกันอย่างไร
• เนื่องจากโปรคาริโอตไม่มีเปลือกหุ้มนิวเคลียส ไรโบโซมจึงสามารถเริ่มสังเคราะห์โปรตีนได้ในขณะที่เส้นใย mRNA ก่อตัวขึ้นสิ่งนี้แตกต่างอย่างมากกับกระบวนการยูคาริโอต ซึ่งสาย mRNA จะต้องถูกขนส่งไปยังไซโตพลาสซึมเพื่อให้ไรโบโซมจับกับสิ่งนั้น นอกจากนี้ จำนวนขั้นตอนหลักคือสองขั้นตอนในการแสดงออกของยีนโปรคาริโอต ในขณะที่มีสามขั้นตอนหลักในกระบวนการยูคาริโอต
• มีลำดับอินตรอนในดีเอ็นเอของยูคาริโอตเพื่อให้สาย mRNA มีลำดับนั้นด้วย ดังนั้น จึงต้องมีการประกบ RNA ก่อนทำการต่อสาย mRNA ให้สมบูรณ์ภายในนิวเคลียสในยูคาริโอต อย่างไรก็ตาม ไม่มีขั้นตอนการประมวลผลอาร์เอ็นเอในโปรคาริโอตเนื่องจากขาดอินตรอนในสารพันธุกรรมของพวกมัน
• ความเป็นไปได้ของการแสดงยีนแบบคลัสเตอร์พร้อมกัน (เรียกว่าโอเปอรอน) มีอยู่ในกระบวนการโปรคาริโอต อย่างไรก็ตาม มีเพียงยูคาริโอตเพียงอันเดียวที่แสดงออกในคราวเดียว และสาย mRNA ที่ตามมาก็จะลดลงหลังจากการแสดงออกเช่นกัน