გენის გამოხატვა პროკარიოტებში ევკარიოტებში
გენის გამოხატვა არის არსებითი პროცესი, რომელიც მიმდინარეობს როგორც პროკარიოტებში, ასევე ევკარიოტებში. იმისდა მიუხედავად, რომ ევკარიოტებში და პროკარიოტებში შედეგები ერთნაირია, მათ შორის მნიშვნელოვანი განსხვავებებია. გენის ექსპრესია განიხილება ზოგადად და განსხვავებები პროკარიოტულ და ევკარიოტურ პროცესებს შორის განსაკუთრებით ხაზგასმულია ამ სტატიაში.
გენის გამოხატულება
როდესაც გენის ინფორმაცია გარდაიქმნება სტრუქტურულ ფორმებად, ამბობენ, რომ კონკრეტული გენი გამოხატულია.გენის გამოხატვა არის პროცესი, რომელიც ქმნის ბიოლოგიურად მნიშვნელოვან მოლეკულებს და ეს ჩვეულებრივ მაკრომოლეკულებია. გენები ძირითადად გამოხატულია ცილების სახით, მაგრამ რნმ ასევე ამ პროცესის პროდუქტია. არ შეიძლება იყოს სიცოცხლის ფორმა გენის ექსპრესიის პროცესის გარეშე.
არსებობს სამი ძირითადი ნაბიჯი გენის ექსპრესიაში, რომელიც ცნობილია როგორც ტრანსკრიფცია, რნმ-ის დამუშავება და ტრანსლაცია. თარგმანის შემდგომი ცილის მოდიფიკაცია და რნმ-ის არაკოდირების მომწიფება არის გენის ექსპრესიასთან დაკავშირებული ზოგიერთი სხვა პროცესი. ტრანსკრიფციის ეტაპზე, დნმ-ის ჯაჭვში არსებული გენის ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა ტრანსკრიბირებულია რნმ-ში მას შემდეგ, რაც დნმ-ის ჯაჭვი დაიშლება დნმ-ის ჰელიკაზას ფერმენტით. ახლად წარმოქმნილი რნმ-ის ჯაჭვი (მრნმ) რეფორმირებულია არაკოდიციური თანმიმდევრობების ამოღებით და გენის ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობის რიბოსომებამდე მიტანით. არსებობს სპეციფიკური tRNA (ტრანსფერული რნმ) მოლეკულები, რომლებიც ამოიცნობენ ციტოპლაზმაში შესაბამის ამინომჟავებს. ამის შემდეგ, tRNA მოლეკულები მიმაგრებულია კონკრეტულ ამინომჟავებზე.თითოეულ tRNA მოლეკულაში არის სამი ნუკლეოტიდის თანმიმდევრობა. ციტოპლაზმაში რიბოსომა მიმაგრებულია mRNA ჯაჭვზე და გამოვლენილია საწყისი კოდონი (პრომოტორი). tRNA მოლეკულები mRNA თანმიმდევრობის შესაბამისი ნუკლეოტიდებით გადაადგილდებიან რიბოსომის დიდ ქვედანაყოფში. როგორც tRNA მოლეკულები რიბოსომაში მოდიან, შესაბამისი ამინომჟავა უკავშირდება მომდევნო ამინომჟავას თანმიმდევრობით პეპტიდური ბმის მეშვეობით. ეს პეპტიდური კავშირი გრძელდება რიბოსომაში ბოლო კოდონის წაკითხვამდე. ცილის ჯაჭვში ამინომჟავების თანმიმდევრობიდან გამომდინარე, ფორმა და ფუნქცია განსხვავდება თითოეული ცილის მოლეკულისთვის. ეს ფორმა და ფუნქცია დნმ-ის მოლეკულაში ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობის შედეგია. აქედან გამომდინარე, ცხადი ხდება, რომ სხვადასხვა გენი კოდირებს სხვადასხვა ცილებს ცვლადი ფორმისა და ფუნქციის მქონე.
რა განსხვავებაა გენის ექსპრესიას შორის პროკარიოტებსა და ევკარიოტებში?
• ვინაიდან პროკარიოტებს არ აქვთ ბირთვული გარსი, რიბოზომებს შეუძლიათ ცილის სინთეზირება დაიწყონ mRNA ჯაჭვის ფორმირებისას.ეს ძალიან ეწინააღმდეგება ევკარიოტურ პროცესს, სადაც mRNA ჯაჭვი უნდა გადაიტანოს ციტოპლაზმაში, რათა რიბოსომები დაუკავშირდნენ მას. გარდა ამისა, პროკარიოტული გენის ექსპრესიაში ძირითადი საფეხურების რაოდენობა არის ორი, მაშინ როცა ევკარიოტული პროცესის სამი ძირითადი საფეხურია.
• ევკარიოტულ დნმ-ში არის ინტრონის თანმიმდევრობები ისე, რომ mRNA ჯაჭვსაც ექნება ისინი. ამიტომ, რნმ-ის შერწყმა უნდა მოხდეს ევკარიოტებში ბირთვის შიგნით mRNA ჯაჭვის დასრულებამდე. თუმცა, პროკარიოტებში არ არსებობს რნმ-ის დამუშავების ეტაპი მათ გენეტიკურ მასალაში ინტრონების ნაკლებობის გამო.
• ჯგუფური გენების (ოპერონების სახელით ცნობილი) ერთდროულად გამოხატვის შესაძლებლობა არსებობს პროკარიოტულ პროცესში. თუმცა, ევკარიოტებში მხოლოდ ერთი გამოხატულია ერთდროულად, ხოლო შემდგომი mRNA ჯაჭვი ასევე იშლება გამოხატვის შემდეგ.
