Põhierinevus prokarüootse ja eukarüootse transkriptsiooni vahel seisneb selles, et prokarüootne transkriptsioon toimub tsütoplasmas, eukarüootne transkriptsioon aga tuumas.
Rakus kannab DNA teavet põlvest põlve, mis kontrollib raku tegevust. Lisaks vastutab DNA kõigi valkude sünteesimise eest, millel on rakus nii funktsionaalne kui ka struktuurne roll. Seetõttu kontrollib DNA selliseid valke sünteesides raku tegevust. Geeni, mis sisaldab valgu tootmiseks vajalikku geneetilist teavet, tuleks ekspresseerida, et sünteesida vastav valk. Geeniekspressioon toimub kahe peamise etapi, nimelt transkriptsiooni ja translatsiooni kaudu. Seega on transkriptsioon geeniekspressiooni esimene samm. Sellele järgneb tõlkimine. Transkriptsiooni käigus transformeerub DNA geneetiline informatsioon mRNA-s kolmetäheliseks geneetiliseks koodijärjestuseks. Translatsiooni käigus muudetakse mRNA polüpeptiidide ahelaks.
Mis on prokarüootne transkriptsioon?
Prokarüootne transkriptsioon toimub tsütoplasmas. Samuti esineb see alati koos tõlkega. Transkriptsioonil prokarüootses rakus on neli etappi: sidumine, initsiatsioon, pikenemine ja lõpetamine. RNA polümeraas on ensüüm, mis katalüüsib mRNA ahela sünteesi. RNA polümeraasi seondumine promootorjärjestusega on transkriptsiooni esimene samm. Bakterirakus eksisteerib ainult ühte tüüpi RNA polümeraas, mis sünteesib kõiki RNA klasse: mRNA, tRNA ja rRNA. Escherichia colis (E coli) leitud RNA polümeraas koosneb kahest α-subühikust ja kahest β-subühikust ning sigmafaktorist.
Joonis 01: Prokarüootne transkriptsioon
Kui see sigmafaktor seondub DNA promootorjärjestusega, mille tulemuseks on DNA kaksikheeliksi lahtikeeramine, toimub initsiatsioon. Kasutades ühte DNA ahelatest matriitsina, sünteesib RNA polümeraas RNA ahelat, mis liigub mööda DNA ahelat, kerides heeliksi 5’ kuni 3’ suunas. Seega kasvab see RNA ahel pikenemise etapis 5'-lt 3'-ni, moodustades DNA ahelaga lühikese hübriidi. Kui terminatsioonijärjestus kohtub, lakkab mRNA järjestuse pikenemine. Prokarüootides on kahte tüüpi lõpetamist; faktorist sõltuv lõpetamine ja sisemine lõpetamine. Faktorist sõltuv lõpetamine vajab Rho faktorit ja sisemine lõpetamine toimub siis, kui matriits sisaldab lühikest GC-rikast järjestust 3'-otsa lähedal pärast mitut uratsiili alust.
Mis on eukarüootne transkriptsioon?
Eukarüootne transkriptsioon toimub tuumas. Sarnaselt prokarüootse transkriptsiooniga toimub ka eukarüootne transkriptsioon nelja etapi kaudu, st seondumise, initsiatsiooni, pikenemise ja lõpetamise kaudu. Siiski on eukarüootne transkriptsioon keerulisem kui prokarüootne.
Eukarüootses rakus esineb kolme erinevat tüüpi RNA polümeraasi; need on nimelt RNA pol I, II ja III ning need erinevad oma asukohast ja sünteesitava RNA tüübist. RNA polümeraas seondub DNA-ga promootorpiirkonnas transkriptsioonifaktorite abil. Kui DNA spiraal keerdub lahti üksikuteks ahelateks, katalüüsib RNA polümeraas mRNA järjestuse sünteesi matriitsi ahelast. See RNA ahel kasvab 5′-lt 3′-ni, moodustades DNA ahelaga lühikese hübriidi ja seda nimetatakse pikenemiseks. Elongatsioon peatatakse spetsiaalse järjestuse, mida nimetatakse terminatsioonisignaaliks, transkriptsiooniga. Lõpetamist juhivad erinevad signaalid, mis sõltuvad kaasatud ensüümist.
Joonis 02: Eukarüootne transkriptsioon
Lisaks on transkriptsioonist tulenev esialgne RNA järjestus enneaegne RNA järjestus. See sisaldab rämpsjärjestusi. Seetõttu toimuvad enne translatsiooni mõned modifikatsioonid küpse mRNA tootmiseks. Need modifikatsioonid hõlmavad RNA splaissimist, 5' korkimist, 3' adenüülimist jne. Kui modifikatsioonid toimuvad, liigub mRNA järjestus tsütoplasmasse. Erinev alt prokarüootidest ei toimu eukarüootne transkriptsioon translatsiooniga samaaegselt.
Millised on prokarüootse ja eukarüootse transkriptsiooni sarnasused?
- Nii prokarüootne kui ka eukarüootne transkriptsioon järgivad sama mehhanismi.
- Samuti on mõlemal sarnased sammud.
- Mõlema protsessi lõpus toodetakse mRNA.
- Lisaks katalüüsib RNA polümeraas mõlemat transkriptsiooniprotsessi.
- Pealegi kasutavad mõlemad protsessid mRNA järjestuse tootmiseks DNA matriitsi.
Mis vahe on prokarüootsel ja eukarüootsel transkriptsioonil?
Prokarüootne transkriptsioon toimub tsütoplasmas. Teisest küljest toimub eukarüootne transkriptsioon tuumas. See on peamine erinevus prokarüootse ja eukarüootse transkriptsiooni vahel. Lisaks toodab prokarüootne transkriptsioon polütsistroonilist mRNA-d, samas kui eukarüootne transkriptsioon toodab monotsistroonilist mRNA-d. Seega on see ka erinevus prokarüootse ja eukarüootse transkriptsiooni vahel. Veel üks erinevus prokarüootse ja eukarüootse transkriptsiooni vahel on see, et prokarüootne transkriptsioon hõlmab ühte tüüpi RNA polümeraasi, samas kui eukarüootne transkriptsioon hõlmab kolme tüüpi RNA polümeraase.
Lisaks on veel üks erinevus prokarüootse ja eukarüootse transkriptsiooni vahel see, et transkriptsioon ja translatsioon on seotud prokarüootides, samas kui eukarüootides ei ole. Lisaks ei toimu prokarüootides transkriptsioonijärgseid modifikatsioone, samas kui eukarüootides toimub transkriptsioonijärgne modifikatsioon. Seega on see ka erinevus prokarüootse ja eukarüootse transkriptsiooni vahel.
Allpool toodud infograafik prokarüootse ja eukarüootse transkriptsiooni erinevuste kohta annab erinevuste kohta rohkem teavet.
Kokkuvõte – prokarüootne vs eukarüootne transkriptsioon
Transkriptsioon on geeniekspressiooni esimene samm, millele järgneb translatsioon. Kuigi transkriptsioonimehhanism on prokarüootidel ja eukarüootidel sama, on nende vahel mitmeid erinevusi. Peamine erinevus prokarüootse ja eukarüootse transkriptsiooni vahel on see, et prokarüootne transkriptsioon toimub tsütoplasmas, eukarüootne transkriptsioon aga tuumas. Lisaks hõlmab prokarüootne transkriptsioon ainult ühte RNA polümeraasi, samas kui eukarüootne transkriptsioon hõlmab kolme tüüpi RNA polümeraase. Lisaks on prokarüootide mRNA järjestus polütsistrooniline, samas kui eukarüootides on mRNA järjestus monotsistrooniline. Mitte ainult, et eukarüootides toimuvad transkriptsioonijärgsed modifikatsioonid, prokarüootides neid aga ei esine. See on kokkuvõte erinevusest prokarüootse ja eukarüootse transkriptsiooni vahel.
