Valkude süntees prokarüootses vs eukarüootses
Valgusünteesi etapid on kogu bioloogilise sõna igas lahtris väga järjestatud viisil, kuid igas lahtris on väikesed identiteedid. Siiski on prokarüootsete ja eukarüootsete valkude sünteesiradade vahel tõsiseid erinevusi, hoolimata sellest, et lõpptulemus on mõlemal juhul alati valk. Kahe tüüpi rakkude komponendid võivad olla peamine põhjus, miks need erinevad üksteisest. Kuid transkriptsiooni, RNA töötlemise ja translatsiooni peamised etapid on nii prokarüootides kui ka eukarüootides samad. Selles artiklis on esitatud üldine ülevaade valgusünteesi kohta, millele järgneb kergesti seeditav arutelu peamiste märkimisväärsete erinevuste kohta üksteise vahel.
Valkude süntees
Valkude süntees on bioloogiline protsess, mis toimub organismide rakkudes kolmes peamises etapis, mida nimetatakse transkriptsiooniks, RNA töötlemiseks ja translatsiooniks. Transkriptsiooni etapis transkribeeritakse DNA ahelas oleva geeni nukleotiidjärjestus RNA-ks. See esimene samm on väga sarnane DNA replikatsiooniga, välja arvatud see, et tulemuseks on RNA ahel valgusünteesis. DNA ahel demonteeritakse DNA helikaasi ensüümiga, RNA polümeraas kinnitub konkreetsesse geeni alguskohta, mida nimetatakse promootoriks, ja RNA ahel sünteesitakse mööda geeni. Seda äsja moodustunud RNA ahelat tuntakse sõnumitooja RNA-na (mRNA).
MRNA ahel viib nukleotiidjärjestuse RNA töötlemiseks ribosoomidesse. Spetsiifilised tRNA (transfer RNA) molekulid tunnevad ära tsütoplasmas olevad asjakohased aminohapped. Pärast seda seotakse tRNA molekulid spetsiifiliste aminohapetega. Igas tRNA molekulis on kolmest nukleotiidist koosnev järjestus. Tsütoplasmas olev ribosoom on kinnitatud mRNA ahela külge ja identifitseeritakse lähtekoodon (promootor). tRNA molekulid koos mRNA järjestuse jaoks vastavate nukleotiididega viiakse ribosoomi suurde subühikusse. Kui tRNA molekulid jõuavad ribosoomi, seotakse vastav aminohape järjestuse järgmise aminohappega peptiidsideme kaudu. Seda viimast sammu nimetatakse tõlkimiseks; tõepoolest, siin toimub tegelik valgusüntees.
Valgu kuju määratakse ahelas olevate eri tüüpi aminohapete kaudu, mis olid seotud tRNA molekulidega, kuid tRNA on spetsiifiline mRNA järjestuse suhtes. Seega on selge, et valgumolekulid kujutavad DNA molekulis talletatud teavet. Kuid valgusünteesi saab käivitada ka RNA ahelast.
Mis vahe on valgu sünteesil prokarüootides ja eukarüootides?
• Kuna transkriptsioonietapp toimub, on ribosoomid võimelised seostuma prokarüootides moodustuva mRNA ahelaga, kuna neil puudub tuumaümbris nukleiinhapete ümbritsemiseks. Siiski võib mRNA seostuda ribosoomidega pärast seda, kui ahel on eukarüootides tuumast välja viidud.
• Seetõttu saab selgeks, et protsessi translatsioonietapp on juba alanud enne, kui prokarüootides on transkriptsioon lõppenud, samas kui eukarüootides toimuvad need kaks etappi üksteisest kaugel. Teisisõnu, RNA töötlemine ei toimu prokarüootses sünteesis, küll aga eukarüootses protsessis.
• Ühes täielikus valgusünteesi protsessis eukarüootides ekspresseeritakse ainult ühte geeni, samas kui ühest mRNA ahelast pärinevas bakteriaalses (prokarüootses) valgusünteesis ekspresseeritakse sageli mitut geeni. Teisisõnu, rühmitatud geene (tuntud kui operonid) saavad prokarüootid ekspresseerida, kuid eukarüootid mitte.
• Eukarüootsetes nukleiinhapetes on mittekodeerivaid DNA järjestusi, mida tuntakse intronitena, kuid mitte prokarüootides. Eukarüootides olev mRNA eemaldab oma ahelast enne tuumast lahkumist intronid, mis on vastupidine mRNA ahela lihtsale moodustumisele prokarüootides.
