Прокариоттар мен эукариоттардағы ген экспрессиясы
Ген экспрессиясы прокариоттарда да, эукариоттарда да болатын маңызды процесс. Эукариоттарда да, прокариоттарда да нәтижелер бірдей болғанымен, олардың арасында айтарлықтай айырмашылықтар бар. Геннің экспрессиясы жалпы талқыланады және прокариоттық және эукариоттық процестер арасындағы айырмашылықтар осы мақалада ерекше атап өтілген.
Гендік экспрессия
Геннің ақпараты құрылымдық формаларға айналғанда, белгілі бір ген экспрессияланған деп аталады. Ген экспрессиясы биологиялық маңызды молекулаларды жасайтын процесс және бұл әдетте макромолекулалар. Гендер негізінен белоктар түрінде көрінеді, бірақ РНҚ да осы процестің өнімі болып табылады. Геннің экспрессия процесі болмайынша тіршілік формасы болуы мүмкін емес.
Транскрипция, РНҚ өңдеу және трансляция деп аталатын ген экспрессиясының үш негізгі қадамы бар. Трансляциядан кейінгі белоктың модификациясы және кодталмаған РНҚ жетілуі ген экспрессиясымен байланысты басқа процестердің кейбірі болып табылады. Транскрипция сатысында ДНҚ тізбегіндегі геннің нуклеотидтер тізбегі ДНҚ тізбегі ДНҚ-геликаза ферментімен бөлшектенгеннен кейін РНҚ-ға транскрипцияланады. Жаңадан пайда болған РНҚ тізбегі (мРНҚ) кодталмаған тізбектерді жою және геннің нуклеотидтер тізбегін рибосомаларға алу арқылы реформаланады. Цитоплазмадағы сәйкес аминқышқылдарын танитын арнайы тРНҚ (трансфер РНҚ) молекулалары бар. Осыдан кейін тРНҚ молекулалары арнайы аминқышқылдарына бекітіледі. Әрбір тРНҚ молекуласында үш нуклеотидтер тізбегі болады. Цитоплазмадағы рибосома мРНҚ тізбегіне бекітіліп, бастапқы кодон (промотор) анықталады. мРНҚ тізбегі үшін сәйкес нуклеотидтері бар тРНҚ молекулалары рибосоманың үлкен суббірлігіне жылжиды. тРНҚ молекулалары рибосомаға келгенде сәйкес аминқышқылы пептидтік байланыс арқылы тізбектегі келесі амин қышқылымен байланысады. Бұл пептидтік байланыс рибосомадағы соңғы кодон оқылғанға дейін жалғасады. Ақуыз тізбегіндегі амин қышқылдарының реттілігіне байланысты әр ақуыз молекуласының пішіні мен қызметі әртүрлі болады. Бұл пішін мен функция ДНҚ молекуласындағы нуклеотидтер тізбегінің нәтижесі болып табылады. Демек, әртүрлі гендер өзгермелі пішіні мен функциялары бар әртүрлі ақуыздарды кодтайтыны белгілі болды.
Прокариоттар мен эукариоттардағы ген экспрессиясының айырмашылығы неде?
• Прокариоттарда ядролық қабық болмағандықтан, мРНҚ тізбегі түзілген кезде рибосомалар ақуызды синтездей бастайды. Бұл эукариоттық процеске өте қарама-қайшы келеді, мұнда рибосомалар онымен байланысуы үшін мРНҚ тізбегі цитоплазмаға тасымалдануы керек. Сонымен қатар, прокариоттық ген экспрессиясында негізгі қадамдар саны екі, ал эукариоттық процесте үш негізгі қадам бар.
• Эукариоттық ДНҚ-да интрон тізбегі бар, сондықтан мРНҚ тізбегінде де солар болады. Сондықтан РНҚ сплайсинг эукариоттардағы ядроның ішіндегі мРНҚ тізбегін аяқтамас бұрын орын алуы керек. Алайда прокариоттардың генетикалық материалында интрондардың болмауына байланысты РНҚ өңдеу сатысы жоқ.
• Прокариоттық процесте кластерленген гендердің (оперондар ретінде белгілі) бір мезгілде экспрессиялану мүмкіндігі бар. Алайда эукариоттарда бірден біреуі ғана экспрессияланады, ал келесі мРНҚ тізбегі де өрнектен кейін деградацияға ұшырайды.
