Chromosomen zijn lange moleculen die miljoenen basenparen bevatten, die samen één chromosoom vormen. De meeste hiervan zijn speciaal; ze staan bekend als genen. Wanneer een gen tot expressie wordt gebracht, wordt een specifiek eiwit geproduceerd. De eerste stap is transcriptie. Enzymen gebruiken een van de DNA-strengen in een gen als een sjabloon om een boodschapper-RNA (ook bekend als mRNA) te creëren. Transcriptie is het basisproces dat plaatsvindt in zowel prokaryotische als eukaryote transcriptie.
Prokaryotische versus eukaryote transcriptie
Het verschil tussen prokaryotische transcriptie en eukaryote transcriptie is dat het prokaryotische transcriptieproces plaatsvindt in het cytoplasma, terwijl het eukaryote transcriptieproces plaatsvindt in de kern. De prokaryotische fase is de eenvoudige fase waarin er DNA is dat wordt getranscribeerd in RNA, dat volledig functioneel is en wordt vertaald in eiwitten, terwijl in eukaryoten het eerste RNA dat wordt geproduceerd prematuur RNA wordt genoemd, dat niet in staat is om eiwitten toen en daar dus, dus er zijn modificaties die splicing worden genoemd, 5 grote eindkappen en 3 grote extensies.
Bij prokaryotische transcriptie en translatie vinden beide tegelijkertijd plaats, dus er is een kleine hoeveelheid mRNA-verwerking. Het RNA-polymerase-enzym is nodig om de prokaryotische transcriptie effectief te laten verlopen. Het enzym is samengesteld uit vijf subeenheden, die binden aan de σ-factor en het promotorgebied voordat transcriptie wordt geïnitieerd door het holo-enzym.
Bij eukaryote transcriptie is er uitgebreide mRNA-verwerking, dat wil zeggen verwijdering van introns en toevoeging van exons, de toevoeging van 5 caps en de toevoeging van poly-a-staarten. Er bestaan in totaal vijf verschillende soorten RNA-polymerasen in eukaryoten, die elk specifiek zijn ontworpen om aan een bepaalde transcriptionele behoefte te voldoen en tussen 10 en 17 subeenheden omvatten.
Vergelijkingstabel tussen prokaryotische en eukaryote transcriptie:
| Parameters van vergelijking: | Prokaryote transcriptie | Eukaryotische transcriptie |
| Site van transcriptie | Transcriptie vindt plaats in het cytoplasma. | Transcriptie vindt plaats in de kern. |
| Vertaalvereniging | Gekoppelde transcriptie en vertaling. | Gekoppelde transcriptie en vertaling zijn niet mogelijk. |
| RNA-polymerase | Een enkel RNA-polymerase synthetiseert alle soorten RNA. | Drie soorten RNA-polymerase. |
| initiatie | Over het algemeen zijn geen eiwitten nodig. | Het vereist eiwitten die transcriptiefactoren worden genoemd. |
| transcriptionele eenheid | Polycistronisch | Monocistronisch |
Wat is prokaryotische transcriptie?
Bij prokaryotische transcriptie zijn vaak meerdere genen betrokken, wat resulteert in polycistronische mRNA's die meerdere eiwitten in een enkel molecuul specificeren. Meerdere transcripties en translatieprocessen die tegelijkertijd op hetzelfde DNA-sjabloon plaatsvinden, kunnen het intracellulaire niveau van een bacterieel eiwit snel verhogen.
De prokaryotische transcriptie verloopt in drie stappen: initiatie, verlenging, beëindiging. En dit proces wordt aangedreven door DNA-afhankelijk RNA-polymerase-enzym, dat het DNA transcribeert. Het RNA-polymerase is een kernenzym dat verschillende subeenheden heeft. Het heeft α, α, β en β subeenheden. Bovendien zijn er sigmafactoren om dit enzym te laten werken.
Een promotor is een DNA-sequentie waaraan de transcriptiemachinerie zich hecht en gebruikt om de transcriptie te starten. Er zijn twee promoter-consensussequenties die zijn gelokaliseerd in de -10- en -35-regio's stroomopwaarts van de startplaats, die hetzelfde is in alle promoters en bacteriesoorten. TATA is de -10-consensussequentie, vaak bekend als het -10-gebied. De -35 sequentie wordt herkend en gebonden door TTGACA.
Polymerase breekt af wanneer het niet in staat is te synthetiseren. Zodra polymerase is gesynthetiseerd, d.w.z. drempelwaarde 10+ nucleotiden worden gesynthetiseerd, wordt dat succesvolle initiatie genoemd. Verlenging is het proces waarbij mRNA wordt geproduceerd met een snelheid van 40 nucleotiden per seconde in de 5'- tot 3'-richting. Het mRNA kan worden vrijgegeven door de beëindiging van rho-eiwitinteractie of mRNA-productie.
Wat is eukaryote transcriptie?
De transcriptie van eukaryoten is veel gecompliceerder dan die van prokaryoten. In tegenstelling tot bacteriële RNA-polymerase kan het op zichzelf een verbinding vormen met de DNA-matrijs. Eukaryoten hebben verschillende extra eiwitten nodig die bekend staan als transcriptiefactoren om eerst aan het promotorgebied te binden en vervolgens te helpen bij de selectie van het juiste polymerase.
De eukaryoten hebben 3 RNA-polymerase-enzymen. RNA-polymerase 2 is een belangrijk polymerase-enzym dat betrokken is bij de transcriptie van mRNA in eukaryoten. Om de DNA-template te bereiken, heeft elk eukaryoot RNA-polymerase een unieke verzameling transcriptiefactoren nodig. Het proces van het verlengen van een transcriptie duurt lang. Wanneer dubbelstrengs DNA van voren het enzym binnenkomt, wordt het uitgepakt om ruimte te maken voor de RNA-templatestreng. Eén hybride, RNA: DNA-basenpaar, wordt extreem snel gegenereerd voor elk DNA-basenpaar dat wordt gescheiden door het voortschrijdende polymerase.
De DNA-strengen en de ontluikende RNA-keten verlaten via afzonderlijke kanalen; de twee DNA-strengen worden herenigd aan het achterste uiteinde van de transcriptiebel, terwijl het enkelstrengs RNA vanzelf naar buiten gaat aan het leidende uiteinde van de transcriptiebel. Wanneer de transcriptie voorbij is, wordt RNA-polymerase vrijgemaakt uit zijn matrijs-DNA, waardoor het gehele transcript loskomt van de matrijs en vrijkomt. Elk van de drie RNA-polymerasen doorloopt een uniek transformatieproces.
Belangrijkste verschillen tussen prokaryotische en eukaryote transcriptie:
Gevolgtrekking
De basischemie van het proces is in beide gevallen hetzelfde. RNA is het eindproduct van transcriptie in zowel prokaryoten als eukaryoten, hoewel de transcriptieprocessen verschillen. Prokaryoten en eukaryoten gebruiken RNA-polymerase als katalysator om de synthese van RNA te stimuleren.
Bij prokaryoten vinden DNA-replicatie en transcriptie en RNA-translatie plaats in een enkel compartiment (organismen zonder kernmembraan). Alle drie de processen hebben het vermogen om eenmaal voor te komen. Bij eukaryoten (organismen met een kernmembraan) vindt DNA-replicatie en transcriptie plaats in de kern, terwijl eiwitsynthese plaatsvindt in het cytoplasma. RNA moet eerst door het kernmembraan gaan voordat het kan worden vertaald. Dit betekent dat transcriptie en translatie fysiek gescheiden zijn.
