Põhiline erinevus prokarüootse ja eukarüootse genoomi vahel on see, et prokarüootne genoom asub tsütoplasmas, samas kui eukarüootne genoom piirdub tuumaga.
Genoom viitab kogu organismi DNA kogumile. Teisisõnu, genoom on organismi geneetiline materjal, mis sisaldab kogu geneetilist teavet. Suuremal osal organismist on DNA-st valmistatud genoom. Mõned genoomid põhinevad siiski RNA-l. Näiteks on teatud viirustel RNA genoomid. Kui arvestada organismi geneetilist materjali kogumahuga, siis see ei hõlma ainult geene ega kodeerivaid järjestusi. See sisaldab nii geene kui ka mittekodeerivaid DNA järjestusi.
Kuna geneetiline teave asub genoomis geenide kujul, läbivad geenid valkude tootmiseks transkriptsiooni ja translatsiooni. Prokarüootsete ja eukarüootsete genoomi ekspressiooniprotsesside vahel on erinevus. Lisaks on mõlema genoomi säilitamine ja replikatsioon prokarüootide ja eukarüootide vahel samuti erinev. Kuid DNA struktuur jääb mõlemas organismis samaks (topeltheeliks). Peamine erinevus prokarüootse ja eukarüootse genoomi vahel tuleneb organismide rakulisest ülesehitusest ja genoomi asukohast.
Mis on prokarüootne genoom?
Prokarüootid on lihtsad üherakulised organismid, millel puuduvad membraaniga seotud organellid. Lisaks on neil väikesed kehad ja väikesed genoomid. Tavaliselt koosnevad prokarüootsed genoomid ühest või mitmest DNA molekulist. Neil on lihts alt üks kromosoom, mis hõljub tsütoplasmas. Peale selle üksiku kromosoomi on mõnel bakteril kromosoomiväline DNA, mida nimetatakse plasmiidideks. Plasmiidid ei ole genoomne DNA. Need on DNA lisamolekulid. Plasmiidid pakuvad aga bakteritele täiendavaid eeliseid, nagu antibiootikumiresistentsus, herbitsiidiresistentsus jne. Need on väikesed ringikujulised DNA molekulid, millel on võime isepaljuneda. Seega toimivad plasmiidid rekombinantse DNA tehnoloogias oluliste vektoritena.
Joonis 01: Prokarüootsed rakud ja genoom
Väikeste suuruste tõttu sisaldab prokarüootne genoom peamiselt kodeerivaid järjestusi (eksoneid). Kuid see ei sisalda introneid ja korduvaid järjestusi. Lisaks eksisteerivad prokarüootsed geenid klastritena, mida reguleerib üks promootor. Ja ka see üksik kromosoom on ümmargune ja puudutab mõnest punktist rakumembraani. Struktuuriliselt on prokarüootne genoom kompaktsem kui eukarüootne genoom. Lisaks ei sisalda see geenide vahel tühikuid.
Mis on eukarüootne genoom?
Eukarüootid on organism, millel on tuum ja membraaniga seotud rakuorganellid. Neil on ulatuslikud rakuruumid, mis täidavad erinevaid funktsioone. Eukarüootide tuuma seest võime leida eukarüootse genoomi, mis sisaldab kogu organismi geneetilist informatsiooni. Peamiselt eksisteerib eukarüootne genoom lineaarsete kromosoomidena. Lisaks moodustavad need kromosoomid DNA molekulid koos histooni valkudega. Inimese genoomis on igas rakus kokku 46 kromosoomi. Tuumamembraan ümbritseb kõiki neid kromosoome. Seega ei saa nad raku tsütoplasmasse tulla, kui nad ei muutu mRNA molekulideks. Samuti sisaldavad eukarüootides mitokondrid ja kloroplastid mõningaid DNA molekule. Need ei ole siiski genoomne DNA.
Joonis 02: Eukarüootne genoom
Eukarüootne genoom on vähem kompaktne ja sisaldab nii korduvaid järjestusi kui ka paljusid mittekodeerivaid järjestusi, nagu intronid ja speisser-DNA. Võrreldes prokarüootse genoomiga on eukarüootne genoom suurem ja sellel on miljardeid aluspaare. Lisaks sisaldab see palju geene mitme koopiaga.
Millised on prokarüootse ja eukarüootse genoomi sarnasused?
- Nii prokarüootne kui ka eukarüootne genoom koosnevad DNA molekulidest.
- Genoomid toimivad mõlemat tüüpi organismide geneetilise teabe hoidlatena.
- Samuti sisaldavad mõlemad genoomid geene.
- Lisaks läbivad mõlemad transkriptsiooni ja tõlke.
- Pealegi mõlemad genoomid dubleerivad ja pärivad järgmistele põlvkondadele.
Mis vahe on prokarüootse ja eukarüootse genoomi vahel?
Organisme on kahte tüüpi, kas prokarüoote või eukarüoote. Prokarüootidel on lihtne rakuorganisatsioon, samas kui eukarüootidel on keeruline rakuorganisatsioon. Sarnaselt sellele on prokarüootne genoom eukarüootse genoomiga võrreldes väike ja vähem keeruline. Struktuuriliselt piirdub prokarüootne genoom ühe kromosoomiga, samas kui eukarüootsel genoomis on mitu kromosoomi. See on üks erinevus prokarüootse ja eukarüootse genoomi vahel. Lisaks on veel üks erinevus prokarüootse ja eukarüootse genoomi vahel see, et prokarüootne genoom esineb tsütoplasmas, samas kui eukarüootne genoom asub tuumas. Samuti, kui arvestada genoomi suurust, on prokarüootne genoom palju väiksem kui eukarüootne genoom. Veelgi enam, mis puudutab koostist, siis eukarüootses genoomis on palju korduvat DNA-d, introneid ja speisser-DNA-d, mis prokarüootse genoomis puuduvad.
Allpool olev infograafik illustreerib rohkem fakte prokarüootse ja eukarüootse genoomi erinevuse kohta.
Kokkuvõte – prokarüootne vs eukarüootne genoom
Prokarüoote on kahte tüüpi, nagu bakterid ja arheed. Teisest küljest hõlmavad eukarüootid taimi, loomi, seeni, vetikaid ja algloomi. Prokarüootidel puuduvad membraaniga seotud organellid, nagu tuum, mitokondrid jne. Seevastu eukarüootidel on ulatuslikud sisemised sektsioonid, mis eralduvad membraanidega. Nende rakukorralduse erinevuste järgi erinevad ka prokarüootsed ja eukarüootsed genoomid üksteisest. Seega on peamine erinevus prokarüootse ja eukarüootse genoomi vahel see, et prokarüootne genoom hõljub tsütoplasmas, samas kui eukarüootne genoom kaitseb tuuma sees. Lisaks on prokarüootne genoom eukarüootse genoomiga võrreldes kompaktsem ja sellel ei ole korduvat DNA-d, introneid ja speisser-DNA-d. Seevastu eukarüootses genoomis on palju geene, rohkem korduvat DNA-d ja introneid. Seega on see erinevus prokarüootse ja eukarüootse genoomi vahel.
